纳米纤维素复合气凝胶超级电容器的制备与性能

以纳米纤维素(NFC)、还原氧化石墨烯(RGO)及聚苯胺(PANI)为原料,利用冷冻干燥技术制备出多孔性纳米纤维素NFC复合气凝胶电极材料。通过调控NFC的羧基含量及冷冻温度,可对复合气凝胶的孔径分布及比表面积进行优化从而提高其导电性能,最后以聚乙烯醇/硫酸(PVA/H2SO4)为电解质,制备了NFC复合气凝胶超级电容器。结果表明:随着羧基含量的增加,NFC纤维间的氢键作用逐步增强使得形成交联网络更为紧密,制备的复合气凝胶孔隙尺寸变小且比表面积增大,其导电性能和电化学性能得到进一步的提升;冷冻温度直接影响形成的冰晶的尺寸大小和数量,低温冷冻制备的气凝胶孔隙数量较多且比表面积较大,形成的三维导电网络更为完整,具有良好的导电性能和电化学性能。当NFC的羧基含量为1.69 mmol/g及冷冻温度为-40℃时,复合气凝胶的比表面积为155.8 m2/g,组装的超级电容器在电流密度为0.5 A/g下其比电容为402 F/g。     

TEMPO氧化法制备罗布麻纳米纤维素纤维

以罗布麻韧皮为原料,通过TEMPO氧化法与超声波机械作用相结合的方式制备罗布麻纳米纤维素纤维.采用单因素试验研究氧化参数对罗布麻纳米纤维素纤维得率的影响,得到使罗布麻纳米纤维素纤维得率最高时各氧化参数的最佳设计值.TEM、FTIR和XRD结果表明:罗布麻纳米纤维素纤维为纤丝状,具有较高的长径比,平均直径分布范围为40～ 60 nm.TEMPO氧化法能在不破坏纤维素纤维晶型的前提下,将罗布麻纳米纤维素纤维分子中D-葡萄糖重复单元上的羟基氧化为羧基.     

4-乙酰氨基-TEMPO氧化制备纳米纤维

以棉浆为原料,采用4-乙酰氨基-TEMPO-NaCIO-NaBr氧化体系,在超声波协助的作用下制备纳米纤维.测定了氧化前后棉纤维纤维素的羧基含量和聚合度,采用光学显微镜和红外光谱(FTIR)对氧化棉纤维进行了表征,采用纳米粒度仪和扫描电子显微镜(SEM)对超声波处理的氧化棉纤维进行了表征.结果表明,在4-乙酰氨基-TEMPO-NaClO-NaBr氧化过程中,棉纤维纤维素的聚合度显著下降;该反应体系结合超声波可制得宽度约80nm、长度约400nm的纳米纤维;纳米纤维纤维素的羧基含量可达0.58 mmol/g.     

改性纳米纤维素吸附材料的制备与表征

纳米纤维素具有极大的比表面积和良好的反应性能,可广泛应用于环境保护领域。本论文以纳米纤维素纤维(Cellulose Nanofibers,CNFs)为原料,经过化学改性制备了羧基化纳米纤维素(Carboxylated CNFs,C-CNFs)和氨基化纳米纤维素(Amino CNFs,A-CNFs)。在pH=5.5时,C-CNFs对于Pb~(2+)的吸附量最大为395mg/g,经过酸洗脱再生效率达到96%。在p H=4.5时,A-CNFs对Cr~(6+)的吸附量最大为103mg/g,经过碱洗脱再生效率达到93%。作为吸附剂,两种改性纳米纤维素均符合朗缪尔等温吸附模型,说明对金属离子的吸附为单分子层吸附。     

半纤维素含量对二次纤维孔隙结构及其成纸性能影响的研究

通过低温氮吸附法研究半纤维素含量对二次纤维孔隙结构及纤维成纸性能的影响.结果表明:随着聚戊糖含量的降低,纤维成纸性能下降;聚戊糖含量和保水值呈线性关系.当聚戊糖含量从23.46%降低到13.39%时,平均孔径下降了11.64%;当聚戊糖含量从13.39%再次降低到11.74%时,二次纤维平均孔径反而上升了8.98%;而纤维BET比表面积变化很小.保留一定含量的半纤维素能够有效地抑制麦草纤维经历抄造过程之后发生的孔隙的不可逆关闭,但是在聚戊糖含量降低到一定程度时,纤维孔隙结构反而能够得到改善.     

两种方法制备羧基化纳米纤维素及其性能

以棉纤维为原料,通过两种不同的方式制取:硫酸水解-TEMPO氧化两步法以及过硫酸铵一步氧化法制备出两种羧基化纤维素纳米晶体(Carboxylated cellulose nanocrystals,CCNs)。采用原子力显微镜(AFM)、扫描电镜(SEM)、纳米颗粒分析仪、傅里叶红外光谱(FT-IR)、X-射线衍射(XRD)、热重分析(TGA)及电导滴定法等手段对纳米纤维素的形态结构、结晶性能、化学结构、热稳定性及羧基含量进行了表征。结果表明,两种方式均制备出棒状的羧基化纳米纤维素晶体,均具备原纤维的基本化学结构和晶体结构,但所得的纳米粒子的尺寸及氧化度存在较大差异,结晶度与热稳定性的下降程度也有所不同。本对比研究可为羧基化纳米纤维素晶体的制备及应用提供一定的参考及试验依据。     

碳纳米纤维的特点及应用领域

正碳纳米纤维具有较大的比表面积、孔径小、较好的吸附性能,其碳纳米管、活性炭等在污水处理方面应用较广泛。碳纳米纤维(CNFs)强度高、密度低、比表面积大,吸附性和导电性都很强。利用静电纺丝技术制备的CNFs不仅有上述特点,经高温碳化制备的CNFs还具有品质高、长径比高等优点,在各领域的应用前景很广阔。本文利用CNFs的高比表面积和强导电性制备CNFs复合纳米材料,是复合纳米材料的一个重要研究方向。随着工业的发展,我们     

原纤化Lyocell纤维的制备及结构分析

通过槽式打浆(荷兰式打浆机)、盘磨磨浆、PFI磨打浆3种方式制备打浆度一定的原纤化Lyocell纤维浆料,并用此浆料制备了Lyocell纤维纸.通过测定浆料保水值、纤维长度分布、纸张透气度、孔径等指标,分析了打浆方式对原纤化Lyocell纤维的结构、形态以及纸张性能的影响.研究结果表明,槽式轻刀打浆Lyocell纤维原纤化结构丰富,其保水值最高且纤维长度最长,分别为73.7%和1.35mm(数均长度).Lyocell纤维的原纤尺寸在几十纳米到几百纳米之间.具有巨大的长径比,用此原纤化纤维制备的纸张具有丰富的迷宫孔结构,其孔径最小,透气度最大,分别为4.7μm和623mL/min.     

纳米银/纳米二醛纤维素气凝胶的制备及表征

使用漂白硫酸盐针叶木浆为原料,以经高碘酸钠氧化后制备出的二醛纤维素为基材负载纳米银颗粒,后经高压均质法得到载银量为24.78%的纳米银/纳米二醛纤维素气凝胶。探讨高碘酸钠氧化反应时间对构成漂白硫酸盐针叶木浆的纤维素大分子以及针叶木纤维的影响。通过傅里叶变换红外光谱仪、X射线衍射仪、紫外可见分光光度计、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和比表面积和孔径分析仪对样品进行表征。结果表明,随着氧化时间的增加,纤维素的醛基含量持续上升,当反应4 h时增至330 μmol/g,纤维的聚合度由1447大幅下降至525,同时零距抗张强度和长度也呈现下降趋势。制备出的载银气凝胶上负载的纳米银颗粒为球形,气凝胶的比表面积为35.40 m~2/g,平均孔径为19.62 nm。     

多孔性纳米纤维素膜的制备及应用综述

首先简述了纳米纤维素膜的孔结构及其表征方法;然后以制备工艺为主线,详细论述了纳米纤维素制备、悬浮液配制,纳米纤维素膜制备对纳米纤维素膜多孔结构的影响;最后综述了多孔性纳米纤维素膜在导电储能材料、分离材料、吸附材料领域的应用。为了拓宽其应用领域,满足应用要求,采用单一的调孔方式具有一定局限性,将多种方式相结合制备特定孔结构的纳米纤维素膜,并复合其他材料制备功能性的多孔性纳米纤维素膜是未来的发展方向。     

以植物纤维为基体合成聚氨酯复合材料

研究了以纸张和乙酸木素为原料合成聚氨酯材料的方法,分析了合成的聚氨酯材料的物理特性及其表面形态.研究结果表明,木素-TDI-PEG线型遥爪聚合物能够与纸张中纤维素的羟基反应,生成氨基甲酸酯结构,其不仅可在纤维之间起到架桥作用,还可以把木素与纤维联结起来,形成纤维-木素-TDI-PEG四元体系型聚氨酯复合材料;该复合材料对纸张耐折度、挺度、耐破度和湿强度等物理指标有明显改善作用.     

Einfluss der thermischen Modifizierung von Holz auf das Wasserrückhalteverm?gen (WRV-Wert)

Thermal modification of wood (ash, beech, spruce) leads to a remarkable decrease in the Water Retention Value (WRV). In case of beech wood the WRV-value decreased after immersion in water for 72 h from 55.5% to 40.5% (about 27%) and in case of spruce wood from 49.3% to 34.5% (about 30%). The decrease in the WRV of ash wood was relatively low (about 19%). The WRV-method seems to be useful to follow up the process of thermal modification of wood.     

碎浆过程对OCC纤维及其成纸性能的影响

研究了碎浆过程中OCC纤维的物理化学性能及其成纸性能的变化。研究结果表明：随着碎解时间的增加,OCC纤维逐渐疏解成单根纤维,同时纤维也产生了一定程度的切断现象,纤维平均长度下降了4.35%;纤维表面出现不同程度的细纤维化;细小纤维重均含量增加了8.5%;保水值呈现增加趋势,最大提高了14.3%;碎浆处理对纤维结晶现象的影响不大。纸页抗张指数和撕裂指数分别提高了12%和22.2%。在碎浆过程中没有新的化学基团的产生,随着碎浆时间的增加纤维素分子间的氢键作用有所减弱。     

CMC辅助打浆对竹浆纤维特性及成纸性能的影响

研究了羧甲基纤维素钠(CMC)作为打浆助剂在打浆过程中对竹子纤维特性及成纸性能的影响。结果表明,CMC可以提高纤维之间的润滑性,减少打浆过程中纤维的过多切断,促进竹浆纤维在打浆过程中的分丝帚化。与空白试样相比,CMC辅助打浆能提高竹浆的打浆度、保水值、纤维间的结合力及成纸强度。     

碳纤维前驱体

碳纤维具有优异的纤维性能,因此对其需求持续增加。目前,碳纤维大部分由聚丙烯腈制备获得,小部分则通过沥青制得。但这些原材料也带来了一些问题,因此全世界范围内仍在继续寻找可供选择的材料。本文列举了当前原材料的优缺点,以及如木质素、纤维素、聚乙烯等其他潜在的原材料,并介绍了德国邓肯道夫纺织化学与化学纤维研究所(ITCF)在该研究领域的研发潜力。     

废旧织物制备活性炭对亚甲基蓝的吸附动力学

为研究以废旧织物为原料制备活性炭对亚甲基蓝的吸附性能及其吸附机制,以日常生活中废旧棉织物、黄麻织物和棉/亚麻混纺织物为原料,通过氮气将水蒸气送入高温管式炉进行活化制备活性炭材料,工艺条件为：活化温度７50 ℃,活化时间50 min,水蒸气载体流速240 L/h。通过分析活性炭的氮气吸附等温线,并利用BET 法计算活性炭的比表面积,用BJH 方程表征了活性炭的孔结构,同时重点考察了3 种活性炭样品对亚甲基蓝的吸附动力学。结果表明,棉、黄麻和棉/亚麻混纺3 种原料活性炭样品的比表面积分别为703.05、719.93、648.25 m²/g,亚甲基蓝饱和吸附量分别为341.49、267.13和242.68mg/g,而且3 种活性炭样品均更符合准二级动力学方程。     

棉秆皮纤维素/氧化石墨烯纤维的制备及其力学性能和吸附性能

为提高纤维素基纤维的强力及其对阳离子染料亚甲基蓝的吸附能力,利用超声分散和湿法纺丝法,制备了含有不同质量分数氧化石墨烯(GO)的棉秆皮纤维素/GO纤维。借助透射电子显微镜、扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱仪分析了棉秆皮纤维素/GO纤维的形态和结构,探讨了GO质量分数对纤维断裂强力和吸附量的影响,并对吸附实验数据进行拟合分析。结果表明:随着GO质量分数的增加,纤维的断裂强力先增大后减小;GO质量分数为0.4%时,纤维断裂强力最优为31.12 cN,与未添加GO的纤维相比断裂强力提高了84%;纤维对亚甲基蓝的吸附量随着GO质量分数的增加而增加,吸附过程符合准二级吸附动力学模型和Langmuir等温吸附模型,属于单分子层的吸附,吸附过程为自发的放热反应。     

废弃纺织品纤维与木浆配抄纸的性能

为探讨废弃纺织品作为原料在现代造纸工业中的应用,按照原料和颜色深浅把废弃纺织品分为4类:合成纤维(浅色)、纤维素纤维(浅色)、纤维素纤维(深色)、纯棉纤维(浅色),将原料经粉碎工序加工成散纤维,分别与木浆配抄成手抄纸,分析了配抄纸的各项物理性能。结果表明,手抄纸具有优异的透气性能,透气度为91.70~100.00μm/(Pa·s),是木浆(对比样)手抄纸的9.6~10.44倍;力学性能低于木浆手抄纸,是木浆手抄纸的27.8%~55.6%;废弃纺织纤维与木浆配抄纸的白度与纺织品纤维原来的颜色相关。     

添加细菌纤维改善二次纤维浆料的滤水性能和成纸性能

二次纤维的开发利用可以节约纤维原料,减轻造纸工业对环境的污染,但是在其回用过程中仍然存在很多期待解决的问题。细菌纤维是一种很有潜力的新型生物纤维材料,具有普通植物纤维无法比拟的优越性能。本文重点探讨在二次纤维回用过程中添加细菌纤维后对浆料的滤水性能以及成纸物理性能的影响。     

纤维素酶在不同长度纤维上的吸附行为

纤维素酶在纤维表面上的吸附是纤维素水解糖化的第一步,探讨了纤维素酶在不同长度纤维上的吸附行为。纤维素酶在纤维上吸附约60 min后可达到平衡,且吸附量随初始酶用量的增加而增多。吸附过程遵循Langmuir等温吸附,且纤维素酶在短纤维上具有最大的吸附量,但在长纤维上具有最大的Langmuir吸附平衡常数,说明纤维素酶在长纤维上能更快地达到吸附平衡。对吸附热力学常数的计算表明,纤维素酶吸附是自发、放热过程,且不可逆吸附。纤维素酶在48目纤维上有最大的吸附焓变,在28目纤维上有最大的吸附熵变。