高度分散在聚乳酸电纺纤维中的能量下转换LaPO4纳米粒子
Espun2020-07-20 17:50
采用静电纺丝技术，以聚乳酸（PLA）为生物聚合物基质，以磷酸镧纳米粒子（LaPO4）为能量下转换材料，制备了一种新型生物聚合物/无机纳米粒子杂化纤维。在与PLA结合并进行静电纺丝之前，对微波辅助水热法获得的LaPO4纳米结构进行了研究，以深入了解其合成参数，因为众所周知，其结构和形态随温度和pH的变化而变化。在400℃煅烧样品中检测到具有混合形态（棒状和半球形）的六方相和单斜相LaPO4纳米颗粒的高疏水性样品，而600℃煅烧的样品主要为半球状单斜相。通过静电纺丝技术处理后，检测到在pH1和11下获得的半球形和正交晶体形态的最小颗粒，其均匀分布在PLA中。振动分析表明，PLA中的酯基（RCOOR'）在与LaPO4纳米粒子的相互作用中起着关键作用。综上所述，这些材料可以在生物医学领域取代传统的聚合物。
图1.在不同条件下合成的LaPO4的FT-IR。
图2.a）由微波辅助水热法合成的LaPO4得XRD图谱，其在最强反射中的d间距与烧结温度有关。
图3.选定条件下LaPO4的XPS光谱，分析了a）La 3d、b）O 1s、c）La 4d和d）P 2p区域及其相应的去卷积。
图4.LaPO4烧结样品在400℃（a-d）和600℃（e-h）不同条件下的TEM显微照片和SAED图。
图5.a）在pH1和pH11下合成的LaPO4得FT-IR光谱，b）XRD图谱，c-d）单斜晶体LaPO4和e-f）正交晶体LaP5O14。
图6.发射光谱：a）pH1（λe=488nm），b）pH1（λe=375nm），c）pH11（λe=488nm）和d）pH11（λe=375nm）。
图7.分散在PLA中的LaPO4的FT-IR光谱：a）pH1，b）pH11；c）结构相互作用，d）图解显示了LaPO4在纤维内的物理相互作用（3D）。
图8.对应于分散在PLA中的LaPO4的SEM显微照片：a-c）0.1wt％LaPO4（pH1），e-h）0.1wt％LaPO4（pH1），e-h）0.1wt％LaPO4（pH11），i）0.5wt％LaPO4（pH11）。
图9.分散在PLA中的LaPO4的TEM显微照片：a）在pH1下为0.5wt％和b）在pH1下为0.1wt％，c）在pH11下为1wt％LaPO4和d）在pH11下为0.1wt％LaPO4。
图10.在（a-d）pH1和（e-h）pH11下将0.1wt％LaPO4掺入PLA基质中的发射光谱和LCSM显微照片。
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