纳米纤维的制备及应用_功能性纳米纤维的制备与应用

　　【摘要】本文主要制备了一种钴酞菁，并负载到纳米纤维素材料实现它的功能化，然后将其应用在活性染料废水脱色处理。实验采用紫外-可见光谱研究负载温度和负载时间对负载效率的影响。结果表明：当负载温度为50℃，负载时间为8小时负载效率最好。负载后制得的新型材料能使染料废水脱色。
　　【关键词】纳米纤维，钴酞菁，制备，应用，染料废水
　　纳米纤维是指直径为纳米尺度而长度较大的线状材料，广义上讲包括纤维直径为纳米量级的超细纤维，还包括将纳米颗粒填充到普通纤维中对其进行改性的纤维。纳米纤维主要包括两个概念：一是严格意义上的纳米纤维，是指纤维直径小于100nm的超细纤维。另一概念是将纳米粒子填充到纤维中，对纤维进行改性。制造纳米纤维的方法有很多，如拉伸法、模板合成、自组装、微相分离、静电纺丝等。其中静电纺丝法以操作简单、适用范围广、生产效率相对较高等优点而被广泛应用。
　　纳米纤维具有极大的表面积，它在成型的网毡上有很多的微孔，因此有很强的吸附力以良好的过滤性，阻隔性，粘合性和保温性。针对纳米纤维的独特性能，科研人员在以下领域展开了对其应用的研究：复合增强；过滤阻隔；生物医学；防护服；光电材料；声学材料以及航天航空等方面。复合增强主要是指用静电纺丝法制备的纳米纤维增强高分子复合材料，使高分子材料保持机械性能的同时增强它们的物理和化学性质。过滤阻隔是指静电纺丝制得的超细纳米纤维薄膜具有比表面积大的孔径尺寸小的特点，因此有很强的吸附力以及良好的过滤性，阻隔性，粘合性和保温性。采用特种材料制备的静电纺丝军用防护服，既能有效的扩散潮湿蒸汽，捕获浮质颗粒，还具有质高量轻，不溶于有机溶剂以及抵抗神经毒气等有害化学气体的特点。纳米纤维用于生物医学领域也是目前的研究热点，主要用于细胞支架，仿生材料和细胞载体。纳米纤维具有高的表面积。因此用纳米纤维膜做传感器感知膜，可以提高灵敏度，用于传感器。纳米纤维具有特有的小尺寸效应而表现出优良的声学和吸音特性，因此可作为吸音材料，应用于汽车，航空，建筑，音乐厅，剧院，电影院以及体育场馆等设施中。
　　金属酞菁是一种平面大环化合物，类似金属卟啉的分子结构，金属酞菁的催化作用是以金属原子和配体组成的体系中的电子转移为条件的，由于氮原子的电负性大于碳原子的电负性，金属酞菁衍生物的稳定性较好一些，这就使得金属酞菁能够得到更广泛的应用。金属酞菁可催化的有机反应有氧化反应、过氧化氢分解反应、羰基化反应、傅克反应、氢交换反应、聚合反应、芳烃的羟基化反应、脱氢反应、电化学反应等等。金属酞菁在参与催化反应的过程中，是通过中心金属原子与反应物之间进行轴向配合，发生电子授受而进行的，酞菁环既有电子给体的性质，又有电子受体的性质。金属酞菁改变中心金属原子，可以表现出不同的催化活性，金属酞菁的周边异吲哚环上可以引入各种取代基，可以改善其催化性能。在金属酞菁的催化应用过程中，铁酞菁和镍酞菁常用于模拟过氧化氢酶，他们的结构和过氧化氢酶中的铁卟啉环相似，表现出了很好的催化活性，然而铁酞菁稳定性较差，容易失去活性，而把铁酞菁负载到载体上，他们的催化活性也不能很好的体现。钴酞菁