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自碳纳米管发现以来,一维纳米材料得到了迅速的发展。聚合物一维纳米材料作为其一个分支,由于其高比表面积、可调多变的微结构与功能性,在生物医药、微电子、催化材料等多领域具有重要的地位。目前报道的制备方法主要集中于静电纺丝、模板法以及自组装法等,这些方法成本高、产率低、性能差,因此限制了其广泛应用。本课题组提出了一种无模板阳离子快速聚合制备一维聚合物纳米纤维方法,基于上述聚合物纳米纤维进行功能复合,制备了多种功能性复合纳米纤维材料。具体内容如下:
1)磁性复合纳米纤维有机凝胶剂。以合成的聚合物纳米纤维为模板,对其磺化处理,在其表面分别生长复合羟基氧化铁、四氧化三铁,得到了表面粗糙的磁性复合纳米纤维;再用油酸对氧化铁吸附改性,制备了一种具有表面超疏水、超亲油性质的油酸复合纳米纤维,这种复合纤维能够将多种有机溶剂凝胶化,可用于污水处理及遗散有机溶剂回收。
2)热、磁双响应性复合纳米纤维。通过羧基与氧化铁的强相互作用,在上述磁性复合纳米材料表面引入自由基聚合引发剂——4,4-偶氮-(4-氰戊酸)。进一步在复合纳米纤维表面引发N-异丙基丙烯酰胺,在磁性复合纳米纤维表面包覆一层具有热敏特性的交联聚N-异丙基丙烯酰胺。所制各的复合纤维材料具有温敏性和磁响应性。利用其双敏性特性,能够实现污水中油溶性物质的富集、磁回收以及热敏释放,实现污水智能处理及材料循环使用。
3)导电磁性复合纳米纤维。在惰性气体保护下,对氧化铁-聚合物复合纳米纤维炭化处理,得到具有磁性、导电性的氧化铁-碳复合纳米纤维。该复合纤维在电磁波吸收方面具有应用潜力。