[发明专利]一种具有核壳结构的多功能静电纺丝发光纤维的制备方法

摘要

本发明公开了一种具有核壳结构的多功能静电纺丝发光纤维的制备方法，第一步，采用静电纺丝技术制备稀土掺杂的纳米发光纤维；第二步，采用原子层沉积技术ALD在第一步制备的纳米发光纤维表面沉积一层功能无机材料；所述无机材料包括Al₂O₃、SiO₂、TiO₂、或Au、Ag。该项技术在保持了静电纺丝纤维的形貌的同时，并简单地实现静电纺丝纤维的核壳结构，赋予了稀土静电纺丝纤维的多种功能，拓宽了其应用范围，为获得同时具有多种功能如光、电、磁、热、声等性质的复合静电纺丝纤维的商品化生产，打下良好的技术基础。

主权项

1.一种具有核壳结构的多功能静电纺丝发光纤维的制备方法，其特征在于：第一步，采用静电纺丝技术制备稀土掺杂的纳米发光纤维；第二步，采用原子层沉积技术ALD在第一步制备的纳米发光纤维表面沉积一层功能无机材料；所述无机材料包括Al₂O₃、SiO₂、TiO₂；第一步中，核壳结构纳米纤维的制备，将Ⅰ、Ⅱ加入到去离子水中溶解至透明澄清的溶液，PVP加入到该混合溶液中，搅拌1‑4小时至澄清透明，在10‑15kV 的电压和10‑30cm的接收距离下，进行纺丝，接收8小时以上，获得均匀的前驱体纤维；该前驱体纤维在真空烘箱中80‑120℃干燥2‑8小时；所述Ⅰ选自Gd(NO₃)₃、Y(NO₃)₃、La(NO₃)₃、Lu(NO₃)₃；所述Ⅱ选自Eu(NO₃)₃、Yb(NO₃)₃、Er(NO₃)₃、Tm(NO₃)₃、Sm(NO₃)₃、Ho(NO₃)₃、Nd(NO₃)₃、Pr(NO₃)₃、Dy(NO₃)₃、Ce(NO₃)₃、Tb(NO₃)₃；第二步中：纳米纤维的包覆将第一步制备的前驱体纳米纤维转移至ALD反应室内，采用烷基金属化合物或和挥发性的无机盐作为前驱体，水作为氧化剂，沉积温度100‑250℃，前驱体吸附时间为10ms‑50s，N₂清洗时间为10ms‑100s，水吸附时间为30ms‑50s，氮气清洗时间为50ms；将最后制备的样品转入马弗炉中进行煅烧，升温速率1‑10℃/min，加热至500‑1000℃，并在此温度下保温2‑6小时，获得核壳结构发光纳米纤维；所述前驱体为三甲基铝TMA或二乙基锌或TiCl₄；Ⅰ：Ⅱ：去离子水：PVP加入量比为0.3‑0.9g：0.015‑0.045g：15‑30ml：1.0‑5.0g；使用高纯度的氩气作为运载气体，流量为100ml/min。