【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及功能性材料，具体涉及一种基于乳液静电纺丝的形貌及孔径可调的多孔纳米载体及其制备方法。
技术介绍
1、静电纺丝是一种基于静电力连续制备多尺度、多结构载体的非热加工技术。对电纺纤维形貌进行修饰(如制备多孔纤维)可以进一步扩大其应用范围。多孔材料是一类具有丰富微观结构的固体材料，由于其比表面积大、密度低、孔隙率和吸附性高，在吸附分离、分析、催化、储能、生物等领域受到广泛的应用。借助静电纺丝或后处理过程构筑多孔纳米纤维的方法主要分为三种。
2、(1)热致相分离或蒸汽诱导相分离，如megelski研究表明，溶液温度在溶剂的挥发过程中降低，温度的下降和浓度的增大共同引发了相分离。此外，溶剂的迅速挥发可导致射流周围的微环境温度骤降，周围环境中的水蒸气在射流表面冷凝成微小液滴，待液滴挥发后便在纤维表面形成孔洞。
3、(2)通过选择性溶解电纺纤维组分的后处理方式来得到多孔结构。通常是先制备两种聚合物组成的共混电纺纤维，然后经过溶剂浸泡后处理过程将其中的一种聚合物溶解来得到多孔结构。
4、(3)由聚合物电纺纤维在溶剂中溶胀后发生溶剂诱导结晶而产生多孔纤维，这与聚合物的溶解度参数、分子量、浸入溶剂温度均有关。总结来说，在静电纺丝过程中原位形成多孔结构，依赖于纺丝溶液条件和环境条件的变化，多孔材料制备的可重复性及孔隙大小及均一性难以得到精准把控。基于静电纺丝后处理制备多孔纤维仍存在制备效率不高、孔洞结构仅出现在纤维表层、模板聚合物去除不完全、耗散溶剂体积大、需额外干燥工艺等缺陷。探究工艺简单、过程可控、
5、总结来说，在静电纺丝过程中原位形成多孔结构，依赖于纺丝溶液条件和环境条件的变化，多孔材料制备的可重复性及孔隙大小及均一性难以得到精准把控。基于静电纺丝后处理制备多孔纤维仍存在制备效率不高、孔洞结构仅出现在纤维表层、模板聚合物去除不完全、耗散溶剂体积大、需额外干燥工艺等缺陷。探究工艺简单、过程可控、孔径大小可调的多孔纳米纤维构建策略，对于扩展静电纺丝技术及其功能材料的应用领域具有深远意义。
6、乳液静电纺丝以油包水或者水包油乳液作为纺丝流体，通过单轴针头装置可一步制备复杂结构(如核壳结构、共连续结构)的微纳米纤维。在静电纺丝过程中，分散相溶剂分子需由乳液内部向射流表面迁移，进而实现挥发。鉴于分散相溶剂与连续相溶剂的不相混溶性，在溶剂分子的迁移路径上，连续相溶液会发生相分离，这是基于乳液静电纺丝制备多孔纳米纤维的重要理论基础。研究表明，增加表面活性剂(乳化剂)的添加量或者提高纺丝环境湿度可用于消除或增大纤维的多孔结构。虽然多孔结构从无到有很容易实现，但基于静电纺丝技术对纳米载体的形貌和孔结构的精准调节尚缺乏高效的手段。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种基于乳液静电纺丝的形貌及孔径可调的多孔纳米载体及其制备方法，以解决现有缺乏对纳米载体的形貌和孔结构高效精准调节方法的问题。
2、本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：
3、一种基于乳液静电纺丝的形貌及孔径可调的多孔纳米载体的制备方法，包括以下步骤：
4、(1)配制多糖溶液作为分散相溶液，配制疏水聚合物溶液作为连续相溶液；
5、(2)将步骤(1)得到的分散相溶液和连续相溶液混合，均质乳化，制得油包水乳液；
6、(3)将步骤(2)得到的油包水乳液通过静电纺丝技术制得。
7、进一步地，步骤(1)中多糖包括果胶和海藻酸钠中的至少一种；疏水聚合物包括乙基纤维素、醋酸纤维素、eudragit s100中的至少一种。
8、进一步地，步骤(1)中分散相溶液中包括调节剂，添加量为0.05～0.2g/ml。
9、进一步地，调节剂包括低聚果糖或甘油。
10、进一步地，步骤(1)中多糖溶液的质量分数为2～5％；疏水聚合物溶液的质量分数为6～30％。
11、进一步地，步骤(2)中分散相溶液和连续相溶液的质量比为1:9～3:7。
12、进一步地，步骤(2)中均质乳化包括转子-定子均质、超声均质和高压均质中的一种或几种连用。
13、进一步地，步骤(3)中静电纺丝的条件为：纺丝电压8～20kv，纺丝流速0.5～1.0ml/h，纺丝距离10～15cm，纺丝湿度30～60％，纺丝温度20～30℃。
14、一种基于乳液静电纺丝的形貌及孔径可调的多孔纳米载体，通过上述的制备方法制得。
15、上述的基于乳液静电纺丝的形貌及孔径可调的多孔纳米载体在制备传感器或分析检测领域中的应用。
16、本专利技术具有以下有益效果：
17、(1)本专利技术以多糖溶液作为分散相，疏水聚合物溶液作为连续相进行纳米载体制备，通过调控溶液的组成、在分散相中添加低粘度溶质作为调节剂，便可以简单的构建得到不同形貌或不同孔径的纳米载体，为多孔纳米载体的可控制备提供理论和方法支撑，为该载体在吸附、固定化和传感器等方面的应用提升更大的应用空间。
18、(2)本专利技术采用食品级聚合物一步法构筑孔径及形貌可调控的多孔纳米材料，比传统无机或有机纳米多孔材料在食品领域中具有更大的应用价值和空间。
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1.一种基于乳液静电纺丝的形貌及孔径可调的多孔纳米载体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于乳液静电纺丝的形貌及孔径可调的多孔纳米载体的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中多糖包括果胶和海藻酸钠中的至少一种；疏水聚合物包括乙基纤维素、醋酸纤维素、Eudragit S100中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的基于乳液静电纺丝的形貌及孔径可调的多孔纳米载体的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中分散相溶液中还包括调节剂，添加量为0.05～0.2g/mL。
4.根据权利要求3所述的基于乳液静电纺丝的形貌及孔径可调的多孔纳米载体的制备方法，其特征在于，所述调节剂包括低聚果糖或甘油。
5.根据权利要求1所述的基于乳液静电纺丝的形貌及孔径可调的多孔纳米载体的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中多糖溶液的质量分数为2～5％；疏水聚合物溶液的质量分数为6～30％。
6.根据权利要求1所述的基于乳液静电纺丝的形貌及孔径可调的多孔纳米载体的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中分散相溶液和连续相溶液的质
7.根据权利要求1所述的基于乳液静电纺丝的形貌及孔径可调的多孔纳米载体的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中均质乳化包括转子-定子均质、超声均质和高压均质中的一种或几种连用。
8.根据权利要求1所述的基于乳液静电纺丝的形貌及孔径可调的多孔纳米载体的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中静电纺丝的条件为：纺丝电压8～20kV，纺丝流速0.5～1.0mL/h，纺丝距离10～15cm，纺丝湿度30～60％，纺丝温度20～30℃。
9.一种基于乳液静电纺丝的形貌及孔径可调的多孔纳米载体，其特征在于，通过权利要求1～8任一项所述的制备方法制得。
10.权利要求9所述的基于乳液静电纺丝的形貌及孔径可调的多孔纳米载体在制备传感器或分析检测领域中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种基于乳液静电纺丝的形貌及孔径可调的多孔纳米载体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于乳液静电纺丝的形貌及孔径可调的多孔纳米载体的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中多糖包括果胶和海藻酸钠中的至少一种；疏水聚合物包括乙基纤维素、醋酸纤维素、eudragit s100中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的基于乳液静电纺丝的形貌及孔径可调的多孔纳米载体的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中分散相溶液中还包括调节剂，添加量为0.05～0.2g/ml。
4.根据权利要求3所述的基于乳液静电纺丝的形貌及孔径可调的多孔纳米载体的制备方法，其特征在于，所述调节剂包括低聚果糖或甘油。
5.根据权利要求1所述的基于乳液静电纺丝的形貌及孔径可调的多孔纳米载体的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中多糖溶液的质量分数为2～5％；疏水聚合物溶液的质量分数为6～30％。
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【专利技术属性】
技术研发人员：白艳红，冯坤，相启森，赵电波，刘传铎，周欢格，白凤萍，
申请(专利权)人：郑州轻工业大学，
类型：发明
国别省市：
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