文献综述
1.静电纺丝背景静电纺丝技术最早由Forhalms在1934年提出，其主要原理如下：准备进行静电纺丝的原料溶于溶剂中形成一定浓度的溶液，带有一定电荷，且具有一定粘度的最终溶液通过表面张力的作用，在纺丝针头处形成一个稳定的球状液滴。 此时在针头处外加高电压使液滴表面电荷聚集，球状液体在针头处受到电场力的作用，液滴被拉伸最终形成锥状。 当外加电场力和液滴表面张力数值相等时就会形成顶角为49.3度的圆锥（泰勒锥），而当电场强度大于液滴表面张力时，外加的电场力会克服溶液的表面张力，在圆锥处形成一个喷射流的现象。 喷射流在喷射一段距离之后失去了电场力作用会进一步的细化，溶液在喷射的过程中溶剂开始挥发，纤维随着溶剂的挥发凝固，最终散落在收集器上，形成无纺布。 这种在纺丝过程中溶剂易挥发形成纤维的叫做干法纺丝，而在纺丝过程中，如果溶液不易挥发，则需要有装有凝固液的水浴接收装置来收集纤维，这种方法称为湿法纺丝。 静电纺丝技术因其简单、通用、容易操控等优点已经成为制备微纳米纤维材料的代表性技术之一。 静电纺丝微/纳米纤维具有直径可调、比表面积大、 吸附性强以及孔隙率高等优势，其在生物医用材料、药物传送、光电器件以及传感 器界面材料等方面有着广泛的应用前景。 早期制备的静电纺丝大多是单一组分纤维，单一材料导致其存在缺乏表面特异性、力学性能差、响应速率慢等缺点，限制了静电纺丝在分析领域的应用。 针对这些问题，近年来科研人员致力于静电纺丝传感界面的基础研究，围绕纤维表界面功能化、识别分子固载，以及电荷迁移、光电催化性能等方面，研制出了几种新型的功能化微/纳米纤维。 2.静电纺丝技术的现状静电纺丝技术的发展以装置技术的进步为标志，静电纺丝装置发展的初期多由研究者在实验室自行搭建为主，现在多为商业化公司专业化研发和提供成套设备，静电纺丝总体上发生了以下变化，从简易组装到成套配备、从小量试纺到工业量产、从无序成型到定向可控、从溶液流体到熔体的纺丝量产，为纳米碳纤维的工业生产和应用提供了充分的条件。 自组装的单针头简易静电纺丝装置存在突出的问题是所制备微纳米纤维的量产效率非常低，直径较小针头中溶液流过时容易堵塞，为了能够提高产量，开发了多针式或各种无针式静电纺丝装置。 微纳米纤维膜接收装置由平板发展到滚筒、三角棱镜和十字管等多种形式，为控制纤维取向度和后续加工应用提供了条件。 采用高速旋转的滚筒作 为静电纺丝纤维的收集器，可以获得有序定向排布的纤维，纤维排列的有序度随滚筒转速的增加而提高，不同滚筒转速下收集的纤维前驱体经炭化后纳米碳纤维的拉伸强度不同。 3.实验简介本实验通过静电纺丝在基底电极表面负载聚合物纺丝材料，然后负载导电性优良的纳米材料，通过分析目标组织前后电流、电压的变化实现传感。 采用优化材料表面性能的方法来提高电化学活性物质在传感器表面的负载，分析目标物质的检测限与线性关系，从而提高传感器的性能。 本实验采用聚丙烯腈作为纺丝液，将聚丙烯腈溶液与碳纳米管在ITO电极上完成静电纺丝，分析ITO电极静电纺丝后的传感性能变化。 3.1.聚丙烯腈聚丙烯腈纤维又称腈纶，是商业纤维要品种之一，在纺织服装、家用纺织品和工业上广泛应用。 聚丙烯腈可纺性良好，易于溶解制备得到纺丝溶液，近二十年来常常用于静电纺丝的基础性高分子聚合物原料，并至今仍在持续性研究。 聚丙烯腈有着较好的机械性能,在高温下优异尺寸稳定性和优秀的电解质润湿性，在静电纺丝领域有着广泛的应用。 3.2.碳纳米管碳纳米管在1991年被正式认识并命名之前，已经在一些研究中发现并制造出来，只是当时还没有认识到它是一种新的重要的碳的形态。 1890年人们就发现含碳气体在热的表面上能分解形成丝状碳。 1953年在CO和Fe3O4 在高温反应时，也曾发现过类似碳纳米管的丝状结构。 从20世纪50年代开始，石油化工厂和冷核反应堆的积炭问题，也就是碳丝堆积的问题，逐步引起重视，为了抑制其生长，开展了不少有关其生长机理的研究。 这些用有机物催化热解的办法得到的碳丝中已经发现有类似碳纳米管的结构。 在20世纪70年代末，新西兰科学家发现在两个石墨电极间通电产生电火花时，电极表面生成小纤维簇，进行了电子衍射测定发现其壁是由类石墨排列的碳组成，实际上已经观察到多壁碳纳米管。 具有多种纳米结构的碳材料，如纳米颗粒、纳米管、纳米线、纳米纤维和纳米片，在科研领域得到了广泛的应用。 其中，碳纳米管是一种柱状纳米材料，具有优异的导电性、优异的力学性能和较大的比表面积，广泛应用于生物电化学和储能领域。 碳纳米管可通过化学气相沉积、碳弧和激光蒸发等方法制备，根据石墨层数分为单壁碳纳米管和多壁碳纳米管。 到目前为止，大多数高性能生物电极都是用碳纳米管制备的。 碳纳米管可用作导电纳米线，连接电极表面活性位点，以增强电极界面处的电子转移。 纳米材料和低维材料具有独特的结构和光电特性，使纳米光电探测材料的可调性、适应性、可重构等性能获得了巨大的发展。 其中碳材料是目前唯一一种涵盖零维富勒烯、一维碳纳米管、二维石墨烯、三维石墨的半导体材料。 这些低维碳纳米材料具有更小的尺寸、更大的比表面积等优势，在电学、光学、光电子以及柔性电子等方面表现优异。 其中二维碳基材料石墨烯具有超高的载流子迁移率和零带隙的能带结构，使其在宽光谱超快光电探测方面具有巨大的研究价值，但受限于单原子层的光吸收以及超快载流子复合机制，其光电响应度并不理想。 不同于二维石墨烯，一维的碳纳米管近年来已经被证实可以用来制备高性能光电器件。 资料编号：[577934]以上是毕业论文文献综述，课题毕业论文、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
