静电纺丝制备硅烷碳点复合功能纤维以及纤维膜
碳纳米点（简称碳点）作为一种新型的碳纳米材料，自从2004年被发现以来，已经受到科学家的广泛关注和深入研究。这些研究领域不仅包含碳点的制备方法和表面后处理，还涉及到其性能的提升和应用的扩展。经过多年的发展，碳纳米点在发光波段、光学和化学稳定性、功能化程度、碳源丰富性、制备简单低廉、无毒性以及生物相容性等方面达到甚至超过有机染料和传统半导体量子点等传统发光材料，具有集成优势，成为一种新兴的发光材料。已经在生物显像标记、光电器件、传感、催化、能源等方面具有诱人的应用。但是目前碳点几乎都是以液态形式存在，用于光电器件等领域会严重阻碍碳点作为独立器件的开发进程。 本论文首先使用一步热解法制备得到发射蓝色荧光的硅烷功能化的碳点（硅烷碳点）;然后，利用静电纺丝技术对硅烷碳点/聚合物进行纺丝，得到无毒性的纤维膜材料;最后，结合溶胶-凝胶和静电纺丝技术，对硅烷碳点/有机硅烷共混凝胶进行纺丝，制备得到独立的透明纤维薄膜和单根纤维。具体研究内容和结果如下: 一、以柠檬酸为碳源，用有机硅烷作为协同溶剂和表面钝化剂，利用一步热解法得到表面具有硅氧烷基团的硅烷碳点，经过测试分析，发现制备的硅烷预聚碳点具有强蓝色荧光性能和反应活性，以及良好的尺寸均一性和无毒性。 二、以硅烷碳点和聚乙烯吡咯烷酮为原料，利用溶液静电纺丝法制备超细功能纤维和纤维膜。其量子产率最高可达45％，同时测试了复合纤维膜对大肠杆菌增殖和非洲绿猴肾细胞生长的影响，结果证实其低毒性和良好的生物相容性，具有生物医学的应用潜力。 三、通过溶胶-凝胶和静电纺丝技术相结合，探索出改性有机硅烷的纺丝条件，并成功制备出硅烷碳点/有机硅烷单根纤维和独立纤维膜，平均纤维直径900nm，其在400nm-2200nm的波长范围内，光透过率为90％以上，以期直接用于光电设备。
硅烷碳点;静电纺丝;有机硅烷;复合功能纤维膜;碳纳米材料
北京化工大学
硕士
材料科学与工程
苑会林
2015
中文
TB383;TB332
73
2015-12-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）