DOI: 10.3390/polym14010089

聚乙烯吡咯烷酮（PVP）由于其独特的化学和物理特性，包括其生物相容性和低毒性而得以广泛应用。本研究合成了中空PVP/银纳米颗粒（PVP/Ag NP）复合纤维。通过一种简便的声化学还原方法制备了平均尺寸为14.4nm的稳定球形Ag NPs。在将银离子还原为Ag NPs的过程中，使用少量淀粉作为有效的还原剂和稳定剂。然后将所制备的Ag NPs添加到10wt%PVP-二氯甲烷（DCM）溶液中作为静电纺丝进料溶液，在高密度二氧化碳（313K，5MPa）环境中于15kV外加压力下进行静电纺丝。稠密的CO2能够从PVP-Ag NPs-DCM溶液中快速提取DCM，然后将其溶解到PVP/Ag NPs中，形成中空结构。利用扫描电子显微镜、傅里叶变换红外（FT-IR）光谱、X射线衍射（XRD）和X射线光电子能谱（XPS）分析以及热重分析（TGA）对静电纺丝产物进行了表征。

图1.用于合成Ag NPs的超声波辐照装置。

图2.静电纺丝系统示意图。

图3.（a）通过在不同频率（28、45和100kHz）下超声辐照40min以及（b）在100kHz频率下超声不同时间（40、80和120min）产生的胶体Ag NP溶液的紫外光谱。

图4.在不同超声辐照频率（28、45和100kHz）和持续时间（40、80和120min）下制备的Ag NPs的TEM图像和SAED图谱：（a）28kHz 40min，（b）45kHz 40min，（c）100kHz 40min，（d）100kHz 100min，（e）100kHz 120min。

图5.EDX光谱（a）和银纳米粒子的暗场TEM图像（b），以及银（c）和氧气（d）的相应EDX图（超声频率：100kHz，超声时间：120min）。

图6.在不同PVP浓度（6、8和10wt%）和15kV外加电压下，使用（b,d,f）和不使用（a,c,e）高密度CO2制备的PVP纤维的SEM图像。

图7.使用（b,d,f）和不使用（a,c,e）高密度CO2时，在不同外加电压（12、15和18kV）下由10wt%PVP溶液制成的PVP纤维的SEM图像。

图8.在不同CO2条件（室温、1、3和5MPa）下，由含有Ag NPs的PVP溶液制成的中空PVP纤维的SEM图像：（a）室温，（b）CO2 1MPa，（c）CO2 3MPa，（d）CO2 5MPa；（e）横截面，（f）尺寸分布。

图9.在5MPa和15kV外加电压下电纺纯PVP纤维和PVP/Ag NP复合纤维的FT-IR光谱。

图10.在5MPa和15kV外加电压下电纺纯PVP纤维和PVP/Ag NP复合纤维的XRD图。

图11.在5MPa和15kV外加电压下电纺纯PVP纤维和PVP/Ag NP复合纤维的TGA曲线。

图12.PVP/Ag NP纤维（5MPa和15kV的外加电压）经TG分析后残留物的XPS光谱。