纳米纤维素材料在重金属废水治理中的应用

纤维素是自然界中来源最广泛的天然高分子材料,近年来引起了能源、环境和材料等领域研究者的广泛关注。结合可再生生物质材料与纳米科技制备的纳米纤维素基重金属吸附材料具有可降解、可再生、环境相容性好、吸附量大、可选择性吸附等优势,是重金属治理技术重要的研究方向。然而,天然纳米纤维素在水体中会存在大量由羟基形成的氢键,导致材料的吸附容量降低、特异性吸附能力削弱。为此,一方面可以在制备纳米纤维素吸附材料时通过化学改性、酶化处理等手段引入活性基团或金属氧化物,提高材料分散性、特异性吸附性能和吸附容量等。另一方面,可将纳米纤维素与天然矿物、有机材料、氧化石墨烯等复合,制备高性能复合材料。纳米纤维素材料的化学改性研究相对成熟,但是酶法处理研究仍然处于起步阶段,目前有限的研究主要关注特定酶处理的反应进程及产物,缺乏多重适应性和工程应用性分析。在实际应用中,纳米纤维素除了直接制备粉末吸附剂外,往往制备成凝胶材料、杂化或复合材料等,或者进一步加工成纳滤膜、滤纸和过滤器等净水材料。基于此,本文从制备技术、吸附机理、改性强化和应用形式等角度简要介绍纳米纤维素基重金属吸附材料的最新研究进展,重点讨论纳米纤维素吸附材...     

纤维素基轻质多孔材料的研究进展

目的 纤维素基轻质多孔材料具有质轻、孔隙率高、成本低等优点,被广泛应用于吸附、催化、隔热等领域,但易燃、耐水性差等缺点限制了它的应用范围。通过复合改性可以改善上述缺点,并赋予其新的特性,因此需要充分了解功能化改性方法和复合轻质多孔材料的广泛应用。方法 通过追踪国内外纤维素基轻质多孔材料的功能化改性研究和应用进展,概述纤维素基轻质多孔材料的基本性质和性能,重点分析纤维素基复合轻质多孔材料的功能化改性方法和应用,详细介绍纤维素基复合轻质多孔材料在众多领域的应用。结论 将有机或无机材料与纤维素进行复合制成轻质多孔材料,可以实现阻燃、吸附、电磁屏蔽、导电、疏水、抗菌等功能,拓宽了纤维素基轻质多孔材料在包装、医用、电池等领域的应用范围。     

纤维素改性材料对重金属吸附性能的研究进展

近年来,工农业排放的重金属离子产生了严重的水体污染;这些重金属离子浓度低,通过吸附法可以有效处理这些污染问题。吸附法的关键在于高效吸附材料的设计和制备。纤维素是可再生的高分子聚合物,具有储量丰富、来源广泛等优点,纤维素材料经过改性后对重金属离子具有良好的吸附能力。介绍了纤维素的结构特点、吸附原理和不同改性方法,重点比较了纤维素的物理改性、直接化学改性和接枝改性等不同改性方法和对重金属离子的吸附的影响,并展望了纤维素基吸附材料的发展前景和方向。     

生物质基碳气凝胶制备及应用研究

生物质材料成本低廉、碳源丰富,是碳气凝胶制备中最经济、环保和可持续性的原料。生物质基碳气凝胶展现出密度低、弹性高、比表面积大和导电性好等优异特性,有望广泛应用于电化学储能器件和吸附净化等领域。综述了生物质基碳气凝胶,如纤维素碳气凝胶、木质素基碳气凝胶、生物质衍生物基碳气凝胶以及碳气凝胶复合结构材料的制备工艺,总结了生物质基碳气凝胶在吸附和电化学等领域的应用研究。最后,分析了大规模制备结构均一和性能优良的生物质基碳气凝胶面临的机遇与挑战。     

纳米纤维素基气凝胶的制备及其吸附性能研究进展

在可持续发展已成为全球各国共识的今天,合理且高效地研发及利用可再生生物质能源成为国内外各大课题组研究的热点及方向。而纳米纤维素作为典型的生物质可再生材料,将其应用到环境治理领域成为再好不过的选择。同时,以纳米纤维素为基体制备的气凝胶作为第三代气凝胶材料,具有高孔隙率、高比表面积、低密度、低介电常数和较高的吸附性等性能,在染料吸附、油污吸附、重金属离子吸附、CO 2气体吸附等吸附领域有着广阔的应用前景。综述了纳米纤维素的制备方法、纳米纤维素基气凝胶的制备工艺及其在吸附领域的应用,探讨了纳米纤维素基气凝胶在研发中存在的问题,展望了纳米纤维素基气凝胶在吸附领域的未来发展方向。     

石墨烯量子点/纤维素复合气凝胶材料的制备及其吸附性能研究

目的以石墨烯量子点为填充材料,纤维素为基体,制备石墨烯量子点/纤维素复合气凝胶。方法以原生木浆纤维为原料,氯化锌溶液为溶剂来溶解纤维素,以无水硫酸钠为成孔剂,石墨烯量子点为填充材料,经水洗固化、低温冷冻干燥制备纤维素气凝胶复合材料。利用扫描电镜、X射线衍射、红外光谱、吸附实验等研究气凝胶的微观结构和对甲基蓝的吸附性能。结果制备的气凝胶材料具有三维多孔结构,大孔较多,密度低,纤维素气凝胶的密度为0.113 g/cm^3,吸附率为5.85%;复合气凝胶的密度为0.116 g/cm^3,吸附率为11.22%。结论石墨烯量子点的加入改善了纤维素气凝胶对甲基蓝的吸附效果。     

纤维素基分子印迹吸附剂的制备及性能研究

以纤维素为原料,对其进行接枝共聚、磺甲基化改性,随后,以改性纤维素为载体,苦参碱为模板分子,戊二醛为交联剂,制备纤维素基苦参碱分子印迹吸附材料。利用FT-IR、SEM和GPC对印迹吸附材料进行了表征,探讨聚合物制备过程中各因素的影响。结果表明,所得的纤维素接枝共聚物的分子量及分子量分布表明该聚合反应是活性可控的。红外分析显示,通过磺甲基化改性,纤维素丙烯酰胺接枝共聚物(Cell-g-PAM)上的酰胺基特征峰减弱,出现了磺酸基特征峰。表面印迹改性后,纤维素基分子印迹吸附剂(MIP-SPAM)表面呈多孔状态,有利于吸附,印迹后吸附材料对400mg/L的苦参碱的在2h时间内吸附容量可达73.064mg/g,吸附速度及吸附容量明显高于非印迹纤维素改性材料。     

纳米纤维素改性制备重金属离子吸附剂研究进展

随着化工行业的发展,重金属离子污染日益加剧,严重威胁人体健康和生态安全。纳米纤维素作为一种含量丰富的可再生纤维素材料,具有优异的机械性能、高比表面积以及化学可修饰性等优点,在吸附领域应用前景广泛。综述了纳米纤维素及其吸附剂的制备方法,主要有直接改性和接枝改性等。同时也介绍了其在重金属离子吸附方面的应用进展。指出了纳米纤维素基重金属离子吸附剂存在的问题,并展望了纳米纤维素吸附剂可行的改性方向。     

纤维素基可生物降解共混高分子材料的制备和性能

综述了近年来以纤维素为共混组分制备可生物降解高分子材料的研究进展,重点介绍了纤维素或纤维素衍生物与其它天然高分子(壳聚糖、蛋白质、淀粉等)以及可降解合成高分子(聚乙二醇、聚己内酯、聚乳酸等)共混材料的制备和性能,揭示了纤维素基可生物降解材料在某些应用领域替代石油基材料的潜力.     

木质素-纳米纤维素复合薄膜的制备及其紫外光屏蔽性能

由于臭氧层的破坏及塑料污染,研发具有紫外光屏蔽性能的纤维素基薄膜材料引起广泛重视.为实现紫外光屏蔽剂-木质素与纤维素均匀分散,提出了一种利用高压均质法来实现木质素颗粒及羧甲基化纤维均匀混合的方法,随后结合真空抽滤、热压干燥等工艺制得复合薄膜材料.实验中,对木质素-纳米纤维素(Lignin-CNF,L-CNF)复合膜的微...