[发明专利]一种PVDF/六棱柱形ZnO纳米线纤维膜及其制备方法和用途

说明书

本发明提供了一种PVDF/六棱柱形ZnO纳米线纤维膜及其制备方法和用途。所述制备方法包括如下步骤：(1)将PVDF和醋酸锌溶于有机溶剂中，静电纺丝形成PVDF/醋酸锌纳米纤维膜；(2)将步骤(1)得到的PVDF/醋酸锌纳米纤维膜热处理，得到PVDF/ZnO纳米纤维膜；(3)将锌盐和六次甲基四胺溶于氨水中，得到生长液；(4)将步骤(2)得到的PVDF/ZnO纳米纤维膜置于步骤(3)得到的生长液中进行反应，得到PVDF/六棱柱形ZnO纳米线纤维膜。本发明提供的PVDF/六棱柱形ZnO纳米线纤维膜上的ZnO纳米线呈六棱柱形，且长短粗细均一，具有较高的光催化效率。

技术领域

本发明属于复合纳米材料技术领域，具体涉及一种PVDF/六棱柱形ZnO纳米线纤维膜及其制备方法和用途。

背景技术

氧化锌(ZnO)的结构和性质决定其具有良好的导电、抗紫外等性能，纳米氧化锌材料更是由于具备纳米级微小尺寸，高表面积等特性而使其本身独特的性能显著增强，因此氧化锌纳米材料的的制备得到广泛的研究。不同制备方法获得的不同形貌结构的氧化锌纳米材料被广泛应用在医疗卫生，光电子器件等领域。

目前制备氧化锌纳米材料的方法众多，各具特色，但总体上主要方法可以分为气相法、固相法和液相法三大类。

气相法就是将拟生长的晶体材料通过升华、蒸发、分解等过程转化为气相，然后通过适当条件下使它成为饱和蒸气，经冷凝结晶而形成微纳材料。常用于制备ZnO纳米材料的气相法主要包括脉冲激光沉积法、金属有机物化学气相沉积、热蒸发法、磁控溅射和气相模板法等。

固相法是指反应物之一必须是固体物质参加的反应。常用的固相法主要包括高能球磨法、热分解法、高温固相反应法和还原反应法。

液相法是选择一种或多种合适的可溶性金属盐类，按所制备的材料组成计量配制成溶液，使各元素呈离子或分子态，再选择一种合适的沉淀剂，或用蒸发、升华、水解等操作，使金属离子均匀沉淀或结晶出来，最后将沉淀或结晶脱水或者加热分解制备纳米材料的方法。常用于制备ZnO纳米材料的液相法主要包括沉淀法、水热法、溶胶-凝胶法、溶剂热法、液相模板法和微乳液法等。

相较于气相法的一些方法需要在高温高压等苛刻条件完成，水热法具有反应温度低、反应速率快、能耗少等优势，且工艺较为简单、操作方便、产率高，且产物分散性好，并且同样能得到取向好、缺陷少、结晶度高的ZnO纳米材料。目前，作为材料合成和晶体生长的一种重要方法，水热法已在科学研究中得到广泛应用。

此外，静电纺丝技术也是制备制备氧化锌纳米材料的一种重要方法。Song等(SongL,Jiang Q,Du P,et al.A facile synthesis of novel ZnO structures and theirapplications in photocatalysis[J].Materials Letters,2014,123:214-216)先通过静电纺制备得到不同醋酸锌含量的PVAc/Zn(CH₃COO)₂纳米纤维，再将纤维在500℃下煅烧获得颗粒状、线状、蒲公英状、花生状和微球状的ZnO纳米材料，并发现蒲公英状的ZnO的对亚甲基蓝的光催化降解效率高达到96.2％。Senthamizhan等(Senthamizhan A,Balusamy B,Aytac Z,et al.Grain boundary engineering in electrospun ZnO nanostructures aspromising photocatalysts[J].CrystEngComm,2016,18(34):6341-6351.)通过静电纺丝法制备得到Zn(Ac)₂/PVA纳米纤维，再将纤维在不同温度(500℃-1000℃)下煅烧制备不同形貌纳米ZnO，发现组成ZnO的纳米粒子的生长形式随煅烧温度变化而变化，并发现500℃煅烧的ZnO纳米颗粒不仅对亚甲基蓝的光催化降解效率最高，对罗丹明B和对硝基苯酚也有很强的降解能力。