CuS@PDA/MoS₂/聚乳酸纳米纤维膜的制备及其光热性能研究

摘要

通过水热反应制备了一种具有高效协同自然光热转化作用的CuS@PDA（聚多巴胺）/MoS₂复合光热纳米粒子。首先，通过多巴胺原位氧化聚合反应，在CuS纳米粒子表面包覆聚多巴胺层形成具有核壳结构的CuS@PDA纳米粒子；然后，通过水热反应在CuS@PDA纳米粒子外表面原位生成MoS₂粒子。采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射与X射线光电子能谱等测试手段对纳米粒子进行表征。实验结果表明：成功地合成了具有3层结构的CuS@PDA/MoS₂光热纳米粒子。通过溶液静电纺丝技术制备了CuS@PDA/MoS₂/聚乳酸（PLA）光热纳米纤维功能膜，对CuS@PDA/MoS₂/PLA光热纳米纤维功能膜过滤和光热性能进行研究，实验结果表明CuS@PDA/MoS₂光热纳米粒子的引入可以显著地提高聚乳酸纤维的自然光热转化性能。在1 kW/m²模拟自然光照射下填料添加量为5%（质量分数）的PLA纤维膜温升比纯PLA纤维膜温升提高了9.2℃；同时对纤维膜过滤性能进行4周的跟踪测试，填料添加量为5%（质量分数）的PLA纤维膜过滤效率仍可保持在96%以上，效率保持率为99.29%，高于纯PLA纤维膜的98.12%。

关键词

自然光热转化 / 纳米纤维 / 硫化铜 / 二硫化钼 / 协同作用