纳米纤维素的疏水改性及应用研究进展

纳米纤维素作为一种性能优越的可再生纳米材料，应用前景极为广阔。然而，由于纳米纤维素结构上富含羟基，使其具有极强的亲水性，严重影响了纳米纤维素的疏水性能，并且在一定程度上限制了其在复合材料领域的应用。综述了纳米纤维素疏水改性的研究进展，从物理吸附、表面化学修饰（甲硅烷化、烷酰化、酯化等）、聚合物接枝共聚3个方面简述了目前应用较为广泛的疏水化改性方法，并对疏水纳米纤维素在包装材料、造纸、水净化等方面的应用现状进行了总结。最后对疏水改性纳米纤维素的未来发展进行了展望，旨在为疏水纳米纤维素的研究和应用提供参考。     

纳米纤维素在食品包装中的应用

纳米纤维素源于天然高分子化合物纤维素,是近年来研究热度颇高的高分子纳米材料,主要取之于可再生的自然界植物资源,具有生物可降解、机械强度高、较高的环境安全性等性质。纳米纤维素在食品工业及食品包装行业中被得以广泛应用。纳米纤维素具有优异的性能,可提高食品包装复合材料的一些性能,并可赋予包装材料特殊的功能。本文简单介绍了纳米纤维素,着重阐述了纳米纤维素在食品包装材料中的应用。     

细菌纤维素合成与鉴定研究综述

细菌纤维素（BC）因其独特性能被广泛应用于医药、食品等领域，目前其高产量菌株筛选、合成成本降低及合成途径改良等成为研究热点。本文依据国内外文献并结合团队研究成果对BC合成与鉴定的相关研究进行综述。首先对BC合成菌筛选及碳源利用的研究进行了分析，总结了降低BC合成成本的研究思路。其次对鉴定菌株合成产物的方法进行了归纳，总结了不同方法的特点。然后结合本团队筛选出的BC生产菌XJL-06-4 BC合成酶基因分析结果，综述了BC合成途径、合成酶存在形式以及基因水平调控作用，为BC在分子水平上通过改变合成途径提高产量提供新思路。最后，总结BC微生物发酵生产存在的问题，多角度提出解决方案。     

微晶纤维素/天然橡胶复合材料的制备及性能研究

将微晶纤维素(MCC)碱尿素溶液与天然胶乳混合,通过MCC原位析出,制备出MCC/天然橡胶(NR)复合材料,并对其性能进行研究。结果表明:原位析出的MCC可以有效增大MCC/NR复合材料的硬度和拉伸强度;MCC颗粒的尺寸和形态不均一,小尺寸的MCC颗粒与NR基体结合较好,MCC颗粒形态除球形和棒状外,还有纤维状。     

多级孔HZSM-5分子筛催化快速热解生物质制芳烃

采用酸和/或碱处理法制备了一系列多级孔HZSM-5分子筛，采用XRD、N₂吸附、XRF、TEM、²⁷Al MAS NMR和NH₃-TPD等表征手段对其孔道结构和酸性进行表征。表征结果表明，采用碱处理方法，可获得孔径集中于3~6 nm的介孔结构，通过改变酸、碱处理次序，可调变酸中心数量和强酸/总酸中心比例。在Py-GC/MS装置上，以纤维素和水稻秸秆为原料，研究多级孔分子筛结构对催化快速热解（CFP）制芳烃反应的影响。反应评价结果表明，同商品级HZSM-5相比，采用先碱后酸处理获得的多级孔HZSM-5分子筛（HZ-OH/H），可将纤维素CFP芳烃碳产率由32.3%提高至43.6%，可将水稻秸秆CFP芳烃碳产率由23.0%提高至30.8%。多级孔HZ-OH/H分子筛的孔道结构和酸中心分布特征，对开发应用于生物质制芳烃的高效工业催化剂具有借鉴意义。     

秸秆微晶纤维素用作片剂崩解剂的初步评价

对实验室自制秸秆微晶纤维素用作片剂崩解剂进行了初步评价。参照《中国药典》(2010版)中微晶纤维素的有关规定,评估自制秸秆微晶纤维素的质量;以阿司匹林为模型药物,以市售微晶纤维素(PH-101)为对照,测定秸秆微晶纤维素的溶胀性、崩解性。结果表明,自制的秸秆微晶纤维素质量符合《中国药典》有关规定,且溶胀性和崩解性优于市售微晶纤维素(PH-101),可用作片剂崩解剂。在秸秆微晶纤维素含量为20%时,崩解速度最快。     

面接触下水合羟乙基纤维素的润滑特性研究

以羟乙基纤维素(HEC)作为水基润滑添加剂,研究面接触条件下HEC润滑液的润滑特性。采用红外光谱仪分析HEC化学组成,结合分子动力学模拟分析HEC与水分子的相互作用,采用白光干涉三维表面形貌仪测量试样的表面形貌,借助微摩擦磨损试验机(UMT-2)探究转速、载荷、质量分数对润滑液润滑特性的影响。结果表明:HEC可以与水分子形成中、高强度的氢键;转速变化在摩擦副入口处对润滑液的成膜过程产生影响,进入摩擦副的润滑膜可以保持稳定的润滑状态,摩擦因数随转速增大几乎不变;增大载荷,润滑液在摩擦副间分布更加均匀,提升润滑性能,摩擦因数随载荷增大而减小;随润滑液质量分数增大,摩擦因数先减小后增大,质量分数为1.00%时摩擦因数最小。提出羟乙基纤维素水基润滑模型,模型包括水分子层和水合羟乙基纤维素层,其中水合羟乙基纤维素层起主要作用。     

纤维素催化热解定向调控制取不含氧烃类液体燃料

为了将生物质能高效转化为高品位不含氧的液体燃料,以纤维素为例,研究了以催化热解方式将热解产物转化为芳香烃类液体燃料的过程.实验发现,纤维素热解产生的含氧有机小分子,可以通过催化热解的形式高效转化为不含氧的芳香烃类液体.催化剂采用HZSM-5(23)、催化剂原料质量比例为5∶1、热解温度为650℃、升温速率为10000 K/s的工况为纤维素催化热解的最佳工况,单环芳烃、多环芳烃产率分别为9.90%和12.91%,总芳香烃类产率为22.81%.热解温度提升至650℃前,更高的热解温度能获得更高的芳香烃产率.继续提高热解温度,单环芳烃、多环芳烃分子间还可能进一步发生聚合反应,最终产生积碳.同时本文也提出了一种可行的纤维素催化热解中的反应途径,与本文实验结果较为匹配.