DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2018.09.031
以水溶性淀粉为原料,Ce(IV)为引发剂,通过均匀接枝丙烯腈(AN)合成了接枝共聚物淀粉接枝聚丙烯腈(St-g-PAN)。通过在二甲基亚砜(DMSO)中静电纺丝St-g-PAN溶液制备出St-g-PAN纳米纤维。研究了纺丝工艺参数如流速、纺丝电压和收集器距离对St-g-PAN纳米纤维直径的影响。利用傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、固态核磁共振(13C NMR)和扫描电子显微镜(SEM)表征了纳米纤维的结构和表面形貌。结果表明,纳米纤维直径与工艺参数密切相关。此外,纳米纤维具有良好的耐水性、生物相容性和拉伸强度。当St-g-PAN纳米纤维上的氰基转化为偕胺肟基时,所获得的St-g-PAO纳米纤维显示出优异的吸附能力,当K2Cr2O7溶液浓度为500 mg/L、pH=2.0时,Cr的吸附量为533.4mg/g。因此,这些St-g-PAN纳米纤维有望在组织工程、药剂学、能源和环境科学与工程等领域得以广泛应用。
图1.St和St-g-PAN的典型FT-IR光谱(GR约49%)。
图2.(a)St和(b)合成的St-g-PAN(GR约49%)的13C NMR光谱。
图3.在15kV下静电纺丝(a)纯St、(b)St/PAN和(c)St-g-PAN纳米纤维(GR约49%)的SEM图像。比例尺为1μm。
图4.在不同纺丝电压下制备的St-g-PAN纳米纤维的形态SEM图像:(a)5kV,(b)10kV,(c)20kV,(d)25kV(收集器距离:15cm,流速:0.5mL/h,室温30℃)。比例尺为1μm。
图5.在不同流速下制备的St-g-PAN纳米纤维的SEM图像:(a)1.0mL/h,(b)1.5mL/h,(c)2.0mL/h,(d)2.5mL/h(收集器距离:15cm,纺丝电压:15kV,室温30℃)。比例尺为1μm。
图6.在不同收集器距离下制备的St-g-PAN纳米纤维的SEM图像:(a)5cm,(b)10cm,(c)20cm,(d)25cm(流速:0.5mL/h,纺丝电压:15kV,室温30℃)。比例尺为1μm。
图7.St、PAN和St-g-PAN纳米纤维的细胞毒性评估。
图8.(a)St-g-PAN、(b)St-g-PAO和(c)St-g-PAO-Cr纳米纤维的SEM图像,(d)图像c的相应EDS图像。比例尺为1μm。