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专利号: 2017111129397
申请人: 长春理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 天然或人造的线或纤维;纺纱或纺丝
更新日期:2024-02-28
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.双各向异性导电绿色荧光Janus结构膜的制备方法,其特征在于,采用并列双喷丝头静电纺丝技术,制备产物为双各向异性导电绿色荧光Janus结构膜,其步骤为:(1) 沉淀法制备Tb(BA)3phen配合物

将0.9346 g Tb4O7溶于20 mL浓硝酸中,加热蒸干得到Tb(NO3)3晶体,加入40 mL无水乙醇,配制成Tb(NO3)3的乙醇溶液;将1.8320 g 苯甲酸和0.9910 g邻菲啰啉加入到100 mL无水乙醇中配制成混合配体溶液,加热到 50-60℃ ,在不断搅拌的情况下将Tb(NO3)3的乙醇溶液逐滴加到混合配体溶液中,再加入浓NH3·H2O调节pH为6-6.5之间,继续反应3 h,所得沉淀依次用水和乙醇洗涤3次,最后在干燥箱中60 ℃ 下干燥12 h,得到Tb(BA)3phen配合物;

(2) 制备聚甲基丙烯酸甲酯PMMA

称取100 g甲基丙烯酸甲酯MMA和0.1 g过氧化二苯甲酰BPO,加入到带有回流装置的

250 mL三颈瓶中并搅拌均匀,将上述溶液在90-95 ℃ 的温度下剧烈搅拌并回流至溶液有一定粘度,当其粘度与甘油相近后,在继续搅拌的同时停止加热并自然冷却到室温,之后将上述溶液灌注到试管中,灌注高度为5-7 cm,灌注完毕后静置2 h至试管内的溶液没有气泡,然后将上述试管转移到50 ℃ 干燥箱中放置48 h,试管内的液体硬化为透明的固体,最后将干燥箱温度提高至110 ℃ 并保温2 h,使聚合反应结束,然后自然冷却至室温,得到聚甲基丙烯酸甲酯PMMA;

(3) 配制纺丝液

在18.0000 g 氯仿和1.8000 g DMF的混合溶剂中加入1.0000 g PMMA和0.1000 g Tb(BA)3phen配合物并搅拌24 h,得到一个纺丝液,具有绿色发光功能;在18.0000 g 氯仿和

1.8000 g DMF的混合溶剂中加入1.0000 g PMMA,搅拌2 h得到均匀的胶状液,将0.3000 g苯胺和0.7492 g樟脑磺酸加入到上述胶状液中并搅拌2 h后,加入0.7352 g过硫酸铵搅拌

30 min,然后将溶液放入5 ℃ 的冰箱冷藏室中24 h,得到另一个纺丝液,具有导电功能;

(4) 制备[Tb(BA)3phen/PMMA]//[PANI/PMMA]各向异性导电绿色荧光Janus纳米带阵列膜

采用两支分别都带有截平的12#不锈钢针头的5 mL注射器,将两不锈钢针头分别弯曲

30º角,使两针尖可紧密并行,并采用一支1 mL塑料喷枪头套在两根并行不锈钢针头上,使两根不锈钢针头的尖端处于塑料喷枪头的中间部分,将3 ml的两个纺丝液分别注入到两个注射器中,采用竖喷方式,接收装置为一个水平放置的长20 cm,直径为7 cm的圆柱形铝制转筒,转速为1500 r/min,其它纺丝参数为,纺丝电压为6 kV,针尖与转筒间距为12 cm,环境温度为20-28 oC,相对湿度为20 %-30 %,待纺丝液耗尽后,得到[Tb(BA)3phen/PMMA]//[PANI/PMMA]各向异性导电绿色荧光Janus纳米带阵列膜;

(5) 制备双各向异性导电绿色荧光Janus结构膜

将所述的[Tb(BA)3phen/PMMA]//[PANI/PMMA]各向异性导电绿色荧光Janus纳米带阵列膜从铝制转筒上取下,剪裁为沿Janus纳米带方向为2.2 cm、垂直纳米带方向为2 cm的长方形,将其旋转90°后固定在铝制转筒上,用铝箔覆盖其2×2 cm2的面积,其余的2×0.2 cm2的面积作为二次电纺膜的连接面,纺丝液用量和纺丝参数与第一次电纺过程相同,进行二次电纺,纺丝完成后将薄膜从铝制转筒上取下进行裁剪,得到2×4 cm2双各向异性导电绿色荧光Janus结构膜,由[Tb(BA)3phen/PMMA]//[PANI/PMMA]各向异性导电绿色荧光Janus纳米带阵列膜左右复合而成,左右半边均由定向排列的[Tb(BA)3phen/PMMA]//[PANI/PMMA]Janus纳米带组成,每条Janus纳米带的宽度为9.24 μm,厚度为805 nm,在Janus结构膜的左右半边当中,纳米带长度方向垂直,也即导电方向垂直,沿着纳米带长度方向导电性强,平均电导为2.12×10-6 S,而沿着垂直于纳米带长度方向导电性弱,平均电导为2.59×10-10 S,具有双各向异性导电,在304 nm的紫外光激发下,发射出主峰位于545 nm的明亮绿光,所制备的Janus结构膜具有良好的绿色荧光和双各向异性导电功能。

2.一种如权利要求1所述制备方法制备的双各向异性导电绿色荧光Janus结构膜,其特征在于,由[Tb(BA)3phen/PMMA]//[PANI/PMMA]各向异性导电绿色荧光Janus纳米带阵列膜左右复合而成,左右半边均由定向排列的[Tb(BA)3phen/PMMA]//[PANI/PMMA] Janus纳米带组成,且纳米带长度方向垂直,也即导电方向垂直,沿着纳米带长度方向导电性强,而沿着垂直于纳米带长度方向导电性弱,具有双各向异性导电,所制备的Janus结构膜具有良好2

的绿色荧光和双各向异性导电功能,膜面积为2×4 cm。