Elektroaktif Poli'nin (3,4-etilendioksitiyofen) Elektroeğrilmiş Emtia Polimer Nanofiberler Üzerine Buhar Fazı Biriktirmesi

Bu araştırma, biyotıp, su arıtma ve kataliz uygulamaları için gözenekli malzemeler oluşturmak üzere Poli (3, 4-etilendioksitiyofen) kaplı elektroeğrilmiş poliakrilonitril nanofiberlerin hazırlanması için kimyasal buhar biriktirmenin kullanımını araştırmaktadır. Temel zorluklar arasında yüksek oksijen konsantrasyonlarında elyaf köprülenmesinin önlenmesi, polimer kaybı olmadan artık demir klorürünün uzaklaştırılması için yıkamanın optimize edilmesi ve PEDOT birikimi sırasında elyaf bütünlüğünün korunması yer alır. Nanolifler, oksidan görevi gören demir klorür ile kimyasal buhar biriktirme kullanılarak elektroaktif polimer, Poli (3, 4-etilendioksitiyofen) ile kaplandı.

Çalışma, farklı demir klorür konsantrasyonunun PAN kuponları üzerindeki PEDOT birikimi üzerindeki etkisini göstermektedir. Elektroaktif polimerlerin kimyasal buhar biriktirmesi, karmaşık geometriler üzerinde tek tip kaplamalar üretir, ölçeklenebilir ve solvent kullanımı ihtiyacını ortadan kaldırdığı için çevre dostudur. Bulgularımız, nanoliflerin mekanik özelliklerini geliştirerek, PAN nanolifleri üzerinde tek tip PEDOT birikimi için demir klorür oksidan konsantrasyonunu optimize eder.

Böylece su arıtma, enerji depolama ve biyomedikal iskelelerdeki uygulamaları ilerletmek. Başlamak için, yüksek voltajlı güç kaynağının, şırınga pompasının ve düz uçlu 20 gauge iğnenin topraklı bir kollektöre bağlı olduğundan emin olarak elektrospinning kurulumunu monte edin. Solvent buharlarına maruz kalmayı en aza indirmek için elektro döndürücünün çeker ocakta kullanıldığından veya havalandırma kanalına bağlı olduğundan emin olun.

Kolay elyaf alımı ve numuneler arasında minimum çapraz kontaminasyon için metal toplama tamburunu yağlı kağıtla kaplayın. Şırıngayı PAN solüsyonu ile doldurun, ardından iplikçik iğnesine bağlamak için luer adaptörlü 0,8 milimetre iç çaplı bir PTFE tüp kullanın. Ardından, şırınga pompasının akış hızını dakikada 0,04 mililitreye ayarlayın.

Spinneret ile topraklı kollektör arasına 18.9 kilovoltluk bir voltaj uygulayın ve kollektörü dakikada 1.200 devirde dönecek şekilde ayarlayın. Yüklü jetin, çözücü buharlaştıkça sürekli nanofiberler halinde katılaştığı spinneretten başlamasına izin verin. Daha sonra, 4,5 saat sonra, emilen kalıntı çözücüyü veya suyu çıkarmak için PAN levha matını 72 saat boyunca bir vakumlu desikatörde kurutun.

Kurutulmuş elyaf paspasları bir makasla 2'ye 2 santimetrelik kuponlar halinde kesin. Kuponların tambur dönüş yönüne göre konumlarına dikkat edin. Ardından, tutarlılığı sağlamak için kuponları üçlü gruplar halinde düzenleyin.

Vakum sistemi için, kimyasal buhar fazı biriktirme sistemini monte etmek için silikon conta ile kaplı cam kapaklı kapalı bir çelik kap takın. Sistemi, vakum pompasını bağlayan bir valf ve vakumun kontrollü bir şekilde serbest bırakılması için başka bir valf ile donatın. Şimdi, odadaki basıncı azaltmak için sisteme bir vakum pompası bağlayın.

Biriktirme işlemi sırasında termal yönetim için kabı 250 santigrat dereceye kadar sıcaklıklara ulaşabilen sıcak bir plaka üzerine yerleştirin. Buhar fazı biriktirme raflarını monte etmek için önce belirtilen tasarımlara göre biriktirme rafları geliştirin. Şimdi, stabilite için içi boş küp benzeri bir yapı oluşturmak için dikey bacakları üstte ve altta yatay çubuklarla birleştirin.

Kuponları asmak için üç katman veya seviye oluşturmak için bacakların etrafına üç yatay bakır tel sarın. Nesil 1 veya G1 biriktirme rafını oluşturmak için paslanmaz çelikten yapılmış dört dikey ayağı alüminyum folyoya sarın. G1 rafının kompakt olduğundan, işleme odasına sığdığından ve kolay montaj ve demontaja izin verdiğinden emin olun.

Dayanıklılık ve korozyon direnci için paslanmaz çelik kullanarak Nesil 2 veya G2 kurulumunu oluşturun. G2 rafını, stabilite ve destek için dört dikey çubukla birbirine bağlanan dairesel bir taban ve üst plaka ile tasarlayın. Taban ve üst plaka arasındaki yüksekliğin özelleştirilmesine izin vermek için dikey çubukları ayarlanabilir kelepçelerle donatın.

Ardından, kuponları asmak için paslanmaz çelikten yapılmış dairesel bir tel örgü tepsi takın. PAN kuponlarını tartın. Daha sonra, 30 dakika boyunca 1 molar ile 5 molar arasında değişen konsantrasyonlarda sulu ferrik klorür çözeltilerine batırın.

Ozmotik kurutmayı kolaylaştırmak için kuponları düşük tiftikli kağıt mendillere aktarın. Kurutma işlemi sırasında mendilleri iki kez değiştirin. Şimdi, kuponları mendillere sarın ve kurutma işleminin ilk aşamasını tamamlamak için 24 saat boyunca bir çeker ocak içine yerleştirin.

24 saat sonra PAN kuponlarını tartın ve kilo kaybını kaydedin. PAN kuponlarını metal tel tepsiye asarak asın. Ardından, kurulumun altına kuru kalsiyum klorür kurutucu içeren 500 mililitrelik bir beher yerleştirin.

Tüm kurulumu bir vakum odasının içine yerleştirin. Vakumu başlatmak için pompayı açın ve sürekli hava tahliyesi için vakum valfini açık bırakın. Kuponların kilo kaybını 1 saat, 2 saat, 3 saat, 24 saat, 48 saat ve 72 saat aralıklarla izleyin.

PEDOT biriktirme için, PAN kuponlarını kupon rafı düzeneğine asın ve asın. Kuponları, yaklaşık 4 gram monomer EDOT içeren açık bir cam kap ile birlikte vakum sisteminin içine asın. Sıcak plaka sıcaklığını 55 santigrat dereceye ayarlayın.

Şimdi, hazne ile vakum pompası arasındaki vanayı açın ve istenen vakum elde edilene kadar hazneyi boşaltın. Ardından, hazneyi vakum altında bırakarak valfi kapatın. Buhar biriktirme işleminin 2 saat boyunca gerçekleşmesine izin verin.

2 saat sonra, PEDOT kaplı kuponları almak için vakum tahliye vanasını açın. Ferrik klorüre batırılmış PAN kuponlarının kurutulması, zaman içinde kademeli bir ağırlık azalmasına neden oldu ve 72 saat sonra daha yüksek ferrik klorür konsantrasyonları ile stabilize oldu ve bu da daha fazla ilk ağırlık alımına yol açtı. Kuponlar, 1 molar ferrik klorür konsantrasyonunda %146'dan 5 molar konsantrasyonda %400'e orantılı olarak kilo alımında bir artış gösterdi.

PEDOT buhar fazı biriktirme sırasında, demir klorür konsantrasyonu ile ağırlık artışı artmıştır ve en yüksek artış yıkamadan önce 5 molar'da gözlenen% 470'tir. PEDOT kaplı kuponların yıkanması, demir tuzlarının uzaklaştırılması ve reaksiyona girmemiş EDOT'un uzaklaştırılması nedeniyle kilo alımını azalttı ve 1 modişte% 73 ile 5 modişte% 267 arasında değişen tutulan ağırlık artışı ile azalttı.