文 献 综 述

摘要 本文简述了静电纺制备功能性磁纳米纤维复合材料及其性质的研究。运用静电纺丝法将单独制备的磁纳米材料，碳点和高分子聚合物材料复合。将功能纳米粒子（如磁纳米粒子，碳点等）与适当的高分子聚合物材料进行复合，把纳米粒子的功能性与高分子优良的机械加工性能有机地结合在一起，制备出功能化的聚合物/无机复合纳米纤维。通过不断优化静电纺丝参数和纳米粒子的掺杂量，以期得到所需的光磁功能性材料。通过扫描、透射电镜、红外等对制备的材料的结构和性质进行表征和分析。

关键词 静电纺丝法 磁纳米粒子 碳点 聚合物溶液 复合材料

一、概述

静电纺丝^[1-3]是一种特殊的纤维制造工艺，聚合物溶液或熔体在强电场中进行喷射纺丝。在电场作用下，针头处的液滴会由球形变为圆锥形（即泰勒锥^[4-6]），并从圆锥尖端延展得到纤维细丝。这种方式可以生产出纳米级直径的聚合物细丝。研究和开发静电纺丝技术及其制备的纳米结构材料的应用已经受到各国科研人员的广泛关注。到目前为止，通过电纺技术已经实现了近百种不同聚合物纳米纤维、各种类型聚合物/无机物复合纳米纤维及无机纳米纤维的制备^[7-12]。由于静电纺丝纳米纤维独特的物理化学性质，因此在过滤器、纳米电子器件、光学器件、传感器件、催化剂、纤维增强材料、分离膜、环境检测及治理、能源转换与存储及生物医药等领域具有潜在的价值和广泛应用。

静电纺丝技术除了可以实现聚合物及无机物一维纳米结构材料的构筑，还可以轻易地将多种组分共同集成在同一根纤维中，从而制备复合纳米纤维。而本课题研究的静电纺制备功能性磁纳米纤维复合材料主要是磁纳米粒子，碳点和高分子聚合物材料的复合。

1.1静电纺丝原理及优点

1.1.1静电纺丝原理^[13-16]

静电纺丝所需要的实验装置静电纺丝机。静电纺丝机包括:一个控制面板，推注装置，接收装置，四联扩展喷头，升降台和平移装置，针孔注射器等。高压静电电压能够瞬时在推注装置与接收装置间产生一个电压差,使针孔注射器内聚合物溶液或者试剂能够克服其自身的表面张力等,使其在针头末端呈现一个半球状液滴，并在适当的电场强度时喷射出直径为纳米级的纤维。这个纤维可以在接收装置上被收集。

1.1.2静电纺丝优点