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第1章 绪论1

1.1 引言1

1.2 高压静电纺丝技术发展的历史1

1.2.1 电喷技术1

1.2.2 静电纺丝技术4

1.3 高压静电纺丝技术展望7

参考文献8

第2章 高压静电纺丝概述10

2.1 高压静电纺丝基本装置10

2.1.1 高压电源10

2.1.2 喷丝头12

2.1.3 接收装置15

2.2 高压静电纺丝基本过程18

2.2.1 喷射流初始运动阶段18

2.2.2 喷射流摆动非稳定阶段18

2.3 高压静电纺丝分类19

2.3.1 溶液静电纺丝19

2.3.2 熔体静电纺丝20

2.4 高压静电纺丝基本理论22

2.4.1 初始阶段稳定性理论分析22

2.4.2 螺旋摆动阶段非稳定性理论分析23

2.4.3 喷射流半径变化理论分析24

参考文献25

第3章 高压静电纺丝材料的结构特征29

3.1 无纺布形式静电纺丝纤维29

3.1.1 聚合物参数对静电纺丝纤维形态影响30

3.1.2 溶剂参数对静电纺丝纤维形态影响36

3.1.3 溶液参数对静电纺丝纤维形态影响38

3.1.4 控制参数对静电纺丝纤维形态影响44

3.2 串珠结构静电纺丝纳米纤维48

3.3 缎带状结构静电纺丝纳米纤维50

3.4 多孔结构静电纺丝纳米纤维52

3.5 阵列结构静电纺丝纤维——纤维取向的分类方法与形态特征53

3.5.1 滚筒／飞轮法54

3.5.2 辅助电场／电极法57

3.5.3 框架法59

3.5.4 平行板电极法60

3.5.5 水面接收屏方法64

3.5.6 正、负高压双喷丝头法66

3.6 同轴结构静电纺丝纤维68

3.6.1 同轴静电纺丝装置68

3.6.2 同轴静电纺丝纤维形态69

3.7 多级结构静电纺丝纳米纤维76

参考文献80

第4章 高压静电纺丝技术制备天然高分子纳米纤维86

4.1 天然高分子概述86

4.2 透明质酸纳米纤维87

4.2.1 透明质酸的静电纺丝88

4.2.2 透明质酸纳米纤维的交联90

4.2.3 透明质酸基纳米纤维的应用91

4.3 海藻酸钠纳米纤维93

4.3.1 基于海藻酸钠混合溶液的静电纺丝93

4.3.2 海藻酸钠水溶液的静电纺丝94

4.3.3 天然高分子水溶液静电纺丝机理探讨95

4.4 天然纤维素纳米纤维96

4.4.1 纤维素静电纺丝的溶剂体系96

4.4.2 纤维素静电纺丝97

4.4.3 静电纺丝对纤维素晶型的影响研究98

4.5 明胶纳米纤维100

4.6 胶原蛋白基纳米纤维102

4.7 其他天然高分子纳米纤维材料104

4.7.1 甲壳素和壳聚糖104

4.7.2 丝素蛋白104

参考文献104

第5章 高压静电纺丝技术制备合成聚合物纳米纤维107

5.1 引言107

5.2 合成聚合物纳米纤维的种类108

5.2.1 普通聚合物纳米纤维108

5.2.2 生物高分子纳米纤维116

5.2.3 多组分聚合物纳米纤维126

5.3 聚合物纳米纤维的基本性能131

5.3.1 力学性能131

5.3.2 光学性能134

5.3.3 电学性能137

5.3.4 表面浸润性质138

参考文献143

第6章 高压静电纺丝技术制备聚合物／无机物复合纳米纤维149

6.1 引言149

6.2 聚合物／无机物复合纳米纤维的种类151

6.2.1 聚合物／金属复合纳米纤维151

6.2.2 聚合物／碳纳米管复合纳米纤维165

6.2.3 聚合物／氧化物复合纳米纤维168

6.2.4 聚合物／金属硫族化合物复合纳米纤维176

6.2.5 其他类型聚合物／无机物复合纳米纤维180

6.3 聚合物／无机物复合纳米纤维基本性质181

6.3.1 力学性能181

6.3.2 热学性能183

6.3.3 光学性能184

6.3.4 电学性能186

6.3.5 磁学性能188

6.4 展望189

参考文献190

第7章 高压静电纺丝技术制备无机纳米纤维材料195

7.1 引言195

7.2 无机纳米纤维的静电纺丝制备法197

7.2.1 无机纳米纤维的制备步骤197

7.2.2 前驱体溶胶的类型197

7.2.3 纺丝过程的控制198

7.2.4 无机纤维的控制199

7.3 无机纳米纤维的种类199

7.3.1 氧化物纳米纤维202

7.3.2 金属纳米纤维209

7.3.3 钙钛矿型复合氧化物纳米纤维209

7.3.4 多组分无机纳米纤维210

7.3.5 其他无机结构陶瓷纤维211

7.4 无机纳米纤维形态分析211

7.4.1 简单的无机纳米纤维211

7.4.2 异质结构的纳米纤维212

7.4.3 简单珠状纤维213

7.4.4 核-壳结构复合纳米纤维214

7.4.5 肩并肩双组分纤维215

7.4.6 单向排列的纳米纤维215

7.4.7 枝状异质结构纤维216

7.4.8 介孔结构无机纳米纤维和无机中空纤维216

7.5 无机纳米纤维的晶体结构控制219

7.6 无机纳米纤维基本性质222

7.6.1 光学性质222

7.6.2 电学性质223

7.6.3 磁学性质225

7.7 展望226

参考文献227

第8章 高压静电纺丝技术制备纳米纤维材料的应用研究231

8.1 引言231

8.2 模板剂232

8.2.1 静电纺丝模板制备空心纳米管232

8.2.2 静电纺丝诱导排列零维材料235

8.2.3 静电纺丝作为刻蚀技术的模板237

8.3 过滤器239

8.4 纳米电子器件241

8.4.1 纳米导线241

8.4.2 场效应晶体管245

8.5 电池和电极材料249

8.5.1 电池材料249

8.5.2 电极材料253

8.6 化学及生物传感器254

8.6.1 化学传感器254

8.6.2 生物传感器265

8.7 催化剂268

8.7.1 化学催化剂268

8.7.2 电化学催化剂270

8.7.3 光催化剂272

8.8 环境清洁275

8.8.1 静电纺丝纳米纤维吸附重金属离子275

8.8.2 静电纺丝纳米纤维去除有机污染物278

8.8.3 静电纺丝纳米纤维超疏水界面279

8.9 生物及医学应用282

8.9.1 纳米纤维载药与药物的控制释放282

8.9.2 生物敷料291

8.9.3 组织工程294

8.9.4 静电纺丝纳米纤维酶固定化研究299

参考文献306