[发明专利]一种复合纳米发光纤维材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于新材料制备领域，涉及一种复合纳米发光纤维材料的制备方法。

背景技术

静电纺丝法是一种简单、有效的制备一维纳米材料的方法，目前已经广泛用来制备聚合物纤维、陶瓷纤维、碳纤维及各种功能性复合纤维。该方法具有其他方法无法比拟的优点，例如廉价、方便、对设备要求简单、制备条件温和、过程简单、对环境无污染等，而且用这种方法制备出的材料形貌均一可控、长径比很大。最近几年，国内外一些研究小组先后将静电纺丝技术引入光学纳米材料研究领域，制备了一系列功能性无机纳米纤维和稀土配合物掺杂的聚合物纳米纤维。例如，参考文献[1]制备了具有光伏效应的单晶PbTiO₃纤维；参考文献[2]制备了ZnOSiO₂同轴纳米电缆；参考文献[3]制备了具有白光发射性质的ZnO/PVA复合纤维；参考文献[4]制备了发光温度稳定性和抗光漂白能力都优于本体配合物的Eu(BA)₃(TPPO)₂/PVP复合纳米纤维。目前所制备的大部分纤维产品均是无纺织物形式，其强度较低，仅能用于过滤[5]、组织骨架及移植涂膜[6]和创伤修复[7]等。只有获得单根纳米纤维或具有取向性的纤维束时，才能真正使纳米纤维的实际应用范围扩展到微电子、光学等更为广泛的领域[8]。在光学领域，除美国的Xia.Y小组采用外加辅助电场和磁场的方法制备了BaTiO₃纤维[9]和TiO₂纤维[10]以外，目前没有更进一步的相关文献报导，取向性纤维束或单根纳米纤维的制备依然十分困难。

参考文献：

[1]X.F.Lu，D.L.Zhang，Q.D.Zhao，C.Wang，W.J.Zhang，Y.Wei，Macromol.Rapid Commun.，2006，27，76-80

[2]王进贤，张贺，董相廷，刘桂霞，无机化学学报，2010，26，29-34

[3]X.M.Sui，C.L.Shao，Y.C.Liu，Appl.Phys.Lett.，2005，87，113115

[4]H.Zhang，H.W.Song，B.Dong，L.L.Han，G.H.Pan，X.Bai，J.Phys.Chem.C，2008，112，9155-9162

[5]P.W.Gibson，H.L.Schreuder-Gibson，D.Riven，AIChE J，1999，45，190-195.

[6]C.J.Buchko，L.C.Chen，Y.Shen，Polymer，1999，40，7397-7407.

[7]H.J.Jin，S.Fridrikh，G.C.Rutledge，Abstracts of Papers American Chemical Society，2002，224，poly 408.

[8]N.A.Melosh，A.Boukai，F.Diana，B.Gerardot，A.Badolato，P.M.Petroff，J.R.Heath，Science，2003，300，112.

[9]J.T.McCanna，J.I.L.Chen，D.Li，Z.G.Ye and Y.Xia，Chem.Phys.Lett.，2006，424，162-166

[10]D.Li，Y.L.Wang，Y.Xia，Nano Lett.，2003，3，1167-1171

发明内容

本发明的目的在于提供一种应用于光学领域的复合纳米发光纤维材料的制备方法，将静电纺丝法与自由基聚合法相结合，制备具有高效、疏水、高取向性的一维稀土有机-无机纳米发光纤维材料。

为达到上述目的，本发明采用如下方法：

①将湿化学法制备的稀土配合物溶解到溶剂中或将湿化学法制备的稀土掺杂纳米晶分散到溶剂中，超声分散10min～4h，加入稳定剂后，立即加入聚合物单体，通入惰性气体以除去反应器中的空气，调节超声辐射功率200W～1500W引发聚合反应，反应温度20℃～70℃，反应时间1h～4h，将稀土配合物或稀土离子掺杂纳米晶包埋进聚合物中形成核-壳结构的复合物；