[发明专利]表面生长银纳米片的聚酰胺纤维构成的无纺布及其制备方法和用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种无纺布及制备方法和用途，尤其是一种表面生长银纳米片的聚酰胺纤维构成的无纺布及其制备方法和用途。

背景技术

贵金属银由于具有优异的延展性、导电、导热、化学性质稳定等性能，在众多的领域有着广泛的应用。近期，人们为了进一步地探索和拓展贵金属银的应用范围，做出了各种尝试和努力，如中国发明专利申请CN 101775670 A于2001年7月4日公开的“一种制备聚酰亚胺/银复合导电纤维的方法”。该发明专利申请文献中记载的制备方法在采用湿法纺丝法生产聚酰胺纤维后，先利用离子交换法使银离子扩散浸入聚酰胺纤维的表面，再通过加热使银离子在聚酰胺纤维的表面被还原，以及聚酰胺纤维被环化为聚酰亚胺纤维，得到由聚酰亚胺纤维的表面附有大小和分布均匀的银晶粒所构成的导电纤维。这种有着广泛应用前景的导电纤维虽也可作为表面增强拉曼散射（SERS）的活性基底来快速、高灵敏地识别待测分子的指纹特征信息，却也存在着欠缺之处，首先，附着于聚酰亚胺纤维表面的银晶粒在激光的照射下相互之间虽可产生耦合电场，从而使导电纤维具有SERS活性，然而，由于银晶粒为银离子经热还原而得来，故其表面较圆滑，没有锐利的尖端或边缘，在激光的激发下不易产生强的局域耦合电场，从而难以形成高密度的SERS“活性点”；其次，表面圆滑的银晶粒的比表面积较低，在SERS检测中极不利于对被检测分子的吸附。同时，导电纤维的制备方法不能制得具有较高SERS活性的银纳米结构。

发明内容

本发明要解决的技术问题为克服现有技术中的欠缺之处，提供一种结构合理，具有较高SERS活性的表面生长银纳米片的聚酰胺纤维构成的无纺布。

本发明要解决的另一个技术问题为提供一种上述表面生长银纳米片的聚酰胺纤维构成的无纺布的制备方法。

本发明要解决的又一个技术问题为提供一种上述表面生长银纳米片的聚酰胺纤维构成的无纺布的用途。

为解决本发明的技术问题，所采用的技术方案为：表面生长银纳米片的聚酰胺纤维构成的无纺布包括聚酰胺纤维，特别是，

所述聚酰胺纤维的直径为80～100nm，其表面依次覆有金纳米颗粒和交叉竖立的银纳米片；

所述金纳米颗粒的粒径为8～12nm；

所述银纳米片的片高为150～250nm、片宽为140～220nm、片厚为14～25nm；

所述由表面依次覆有金纳米颗粒和交叉竖立银纳米片的聚酰胺纤维构成的无纺布的厚度为5～50μm。

作为表面生长银纳米片的聚酰胺纤维构成的无纺布的进一步改进，所述的银纳米片为面心立方相银，其平面平行于面心立方相银的(111)面；所述的银纳米片的密度为10⁸～10¹²片/cm²。

为解决本发明的另一个技术问题，所采用的另一个技术方案为：上述表面生长银纳米片的聚酰胺纤维构成的无纺布的制备方法包括静电纺丝法，特别是完成步骤如下：

步骤1，先将浓度为12～16wt%的聚酰胺甲酸溶液置于静电纺丝机上，于电场强度为1～2kV/cm、进样速率为0.1～0.5ml/s下静电纺丝至少1h，得到位于导电基底上的由聚酰胺纤维构成的无纺布，再将位于导电基底上的由聚酰胺纤维构成的无纺布置于金纳米颗粒胶液中浸泡至少4h后干燥，得到位于导电基底上的由表面覆有金纳米颗粒的聚酰胺纤维构成的无纺布；

步骤2，先将位于导电基底上的由表面覆有金纳米颗粒的聚酰胺纤维构成的无纺布作为阴极置于银电解液中，以石墨片为阳极，于电流密度为50～200μA/cm²的恒电流下电沉积2～30min，得到位于导电基底上的由表面依次覆有金纳米颗粒和交叉竖立的银纳米片的聚酰胺纤维构成的无纺布，再使用物理方法将导电基底与表面依次覆有金纳米颗粒和交叉竖立的银纳米片的聚酰胺纤维构成的无纺布分离，制得表面生长银纳米片的聚酰胺纤维构成的无纺布。