[发明专利]聚偏二氟乙烯纳米纤维膜及其制备方法

说明书

本发明涉及一种聚偏二氟乙烯纳米纤维膜及其制备方法，该制备方法包括以下步骤：S1、提供聚偏二氟乙烯，将聚偏二氟乙烯溶于N‑N二甲基甲酰胺与丙酮的混合溶剂中，进行水浴加热并搅拌，得到均匀的透明溶液；S2、向透明溶液中加入无水醋酸锌，搅拌得到分散均匀的混合溶液；S3、对混合溶液进行静电纺丝后，通过热处理得到载有氧化锌纳米颗粒的聚偏二氟乙烯纳米纤维膜。与现有技术相比，该制备方法能一步成膜、操作简单，实用性强，无需通过高温煅烧，成本较低，且能有效地制备性能优良的载有氧化锌纳米颗粒的聚偏二氟乙烯纳米纤维膜。

技术领域

本发明涉及一种聚偏二氟乙烯纳米纤维膜及其制备方法，属于纳米纤维复合材料领域。

背景技术

氧化锌纳米复合材料具有优良光学和电学性能，被广泛应用于光催化、传感器、导电电极等方面。相较于纯氧化锌纳米颗粒，高取向氧化锌纳米复合材料具有更大的长径比和比表面积，因此其在很多领域有广泛应用。

在制备高取向氧化锌纳米复合材料的气相法中，如气相输运沉积、热蒸发、化学气相沉积等，一般需要高要求的衬底材料，且需要在高压或者高温条件下反应；静电纺丝虽然可以制备氧化锌纳米复合纤维，但是一般需要在高温下煅烧移除有机模板，这些方面严重制约了高取向氧化锌纳米材料的大规模生产。目前主要是以通过静电纺丝制备含锌盐的有机纳米纤维作为模板或者对静电纺有机纤维涂层处理，再高温煅烧或低温处理得到无机氧化锌纳米复合纤维，或者直接将氧化锌纳米颗粒分散在静电纺丝溶液中获得载氧化锌纳米颗粒的有机纤维，该制备方法无法一步成膜，操作复杂且成本较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种聚偏二氟乙烯纳米纤维膜及其制备方法，该制备方法操作简单，制备成本较低，并且所制备得到的聚偏二氟乙烯纳米纤维膜的性能优良，氧化锌纳米颗粒在该聚偏二氟乙烯纳米纤维膜中的分布具有良好的均匀性。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种聚偏二氟乙烯纳米纤维膜的制备方法，包括以下步骤：

S1、提供聚偏二氟乙烯，将所述聚偏二氟乙烯溶于N-N二甲基甲酰胺与丙酮的混合溶剂中，进行水浴加热并搅拌，得到均匀的透明溶液；

S2、向所述透明溶液中加入无水醋酸锌，搅拌得到分散均匀的混合溶液；

S3、对所述混合溶液进行静电纺丝，得到含醋酸锌的聚偏二氟乙烯纳米纤维膜，再通过热处理得到载有氧化锌纳米颗粒的聚偏二氟乙烯纳米纤维膜。

进一步地，步骤S1中，所述聚偏二氟乙烯为颗粒状。

进一步地，步骤S2中，所述无水醋酸锌为粉末状。

进一步地，步骤S1中，所述N-N二甲基甲酰胺与丙酮的质量比为X：(10-X)，其中其中0＜X＜10，优选为7:3。

进一步地，步骤S3中，在所述静电纺丝过程中，环境温度为0至50℃，优选为30℃。

进一步地，步骤S3中，在所述静电纺丝过程中，环境湿度为0至90％，优选为40％。

进一步地，步骤S3中，在所述静电纺丝过程中，纺丝电压为0至100kv，优选为15kv。

进一步地，步骤S3中，在所述热处理过程中，热处理温度为60-200℃，优选为140℃。

进一步地，步骤S3中，在所述热处理过程中，所述热处理的时长为1-36h，优选为18h。

为达到上述目的，本发明还提供了一种由所述聚偏二氟乙烯纳米纤维膜的制备方法所制得的聚偏二氟乙烯纳米纤维膜。