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静电纺丝技术是一种制备纳米纤维的有效手段,其制备方法简单,原材料广泛,纤维形貌可控并且可以连续制备。为了拓展静电纺丝纤维的应用范围,电纺纤维常与其他功能材料复合。贵金属纳米粒子是一种具有诸多独特理化特性的功能材料,以贵金属纳米粒子复合的电纺纤维在SERS、催化、传感等领域具有广泛的应用。如何通过简单有效的方法制备贵金属纳米粒子负载的电纺复合纤维是目前存在的主要挑战。基于该问题,我们以电纺聚丙烯酸(PAA)/聚乙烯醇(PVA)为基体材料,利用贵金属纳米粒子与纤维之间的相互作用,通过简单的浸泡和混纺等方法将不同形貌的贵金属纳米粒子与电纺纤维复合。主要研究内容及结果如下:(1)以表面带正电的金纳米粒子为表面增强拉曼光谱(Surface-enhanced Raman spectroscopy,SERS)基底构筑单元,利用金纳米粒子与交联处理后的聚丙烯酸(PAA)/聚乙烯醇(PVA)电纺纤维之间的静电作用,通过浸泡的方法将金纳米粒子组装在电纺纤维的表面。所得的复合纤维具有优异的SERS增强效果和SERS信号均匀性。通过基底上不同深度点的SERS性能检测,证明了该复合纤维膜在深度方向上也表现出优异的增强效果,说明金纳米粒子负载的电纺纤维膜为优异的3D SERS基底材料。(2)通过类似的简单浸泡方法将各项异性的金纳米棒负载在电纺PAA/PVA纤维的表面并探索了纺丝时间、浸泡时间以及金纳米棒溶胶的浓度对复合纤维SERS性能的影响。结果表明,随着纺丝时间和金纳米棒溶胶浓度的增加,复合纤维的SERS增强效果逐渐增加;随着浸泡时间的增加,复合纤维的SERS性能先增加后在12 h达到平衡。最终所得的复合纤维具有良好的SERS增强效果和优异的均匀性,并且在放置45天之后仍具有优异的增强效果。(3)另一种各项异性纳米粒子——钯纳米立方体通过类似的方法被负载在电纺PAA/PVA纤维的表面并以4-硝基苯酚催化还原的反应检测了所得复合纤维的催化性能。最终结果表明,钯纳米立方体负载的PAA/PVA电纺复合纤维具有优异的催化活性和重复性,能够快速地催化4-硝基苯酚的还原,并且在6次的重复催化中4-硝基苯酚的转化率均能达到97%以上。(4)通过先混纺后浸泡的方法制备了纤维内部和表面都负载纳米粒子的电纺PAA/PVA复合纤维。金纳米粒子通过混纺的方法分散在电纺纤维PAA/PVA的内部,随后通过浸泡在不同的贵金属纳米粒子溶胶中,在静电作用的驱动下将不同形貌的贵金属纳米粒子负载在纤维的表面,最终得到了纤维内部和表面都负载贵金属纳米粒子的高纳米粒子负载量的复合纤维。此外,对复合纤维的SERS和催化性能进行了检测。结果表明,高负载量纳米粒子复合纤维的SERS性能和催化性能比低负载量纳米粒子的复合纤维更加优异。