一锅法制备纳米纤维素及其性能研究

采用一种操作简单、绿色环保的以对甲苯磺酸为催化剂对竹纤维进行水热处理制备纳米纤维素(NCC)的方法。考察了反应时间、反应温度和超声作用对纳米纤维素得率和性能的影响。结果表明,在反应温度110℃、反应时间45 min、超声时间120 min的条件下,纳米纤维素得率最高。     

纤维素导电基底及其柔性电子器件的研究进展

纤维素是自然界中含量丰富且可再生、可降解的天然材料。本文综述了物理、化学、生物或相结合的技术对纤维素的影响作用及可制备的纤维素基元材料,例如纤维素纤维、纳米纤维素和纤维素分子。基于纤维素纤维,利用湿法造纸技术可以生产具有高孔隙率的纤维素纸张基底;基于纳米纤维素,利用真空抽滤或涂布等方式可制备具有低表面粗糙度及高透明度的纳米纤维素膜基底;基于纤维素分子,利用涂布或铸涂等方式可生产具有均一的表面形态及高透明度的再生纤维素膜基底。本文进一步分析了常用的导电材料(金属导电材料、聚合物导电材料及碳基导电材料等)及其与纤维素基底结合的方法(涂布、沉积、原位聚合、自组装等),进而可以制备柔韧轻质的纤维素导电基底。基于高性能的纤维素导电基底可以组装柔性电子器件,在光电转化、能量储存及电磁屏蔽等领域展现了广阔的应用前景。总之,利用天然纤维素制备柔性电子器件对于扩大纤维素的应用范围、提升纤维素的利用价值及推动柔性电子器件的进一步发展具有重要意义。      

碳水化合物非酶催化转化为乳酸及乳酸酯的研究进展

本文概述了常规催化体系（均相和非均相）中Lewis酸（L酸）和Br?nsted酸（B酸）催化碳水化合物（三碳糖、五碳糖、六碳糖和纤维素）转化为乳酸/乳酸酯所涉及的主反应（如水解、异构、逆羟醛和氢转移等）和副反应（如脱水和缩合等）路径,以及催化剂结构与催化效率间的构效关系;综述了基于金属有机骨架（MOF）、锡基硅酸盐和石墨化的氮化碳材料构建新型非均相和光催化体系的研究进展;对复合功能型催化剂（含L酸、B酸、绑定基团和多级孔结构）的未来发展趋势进行了展望。     

木质素与纤维素酶间相互作用及其抑制纤维素酶水解的研究进展

对木质生物质进行预处理可破坏其致密结构、提高纤维素对酶的可及性，但预处理后残余木质素对纤维素酶产生严重的无效吸附，而探究木质素和纤维素酶间相互作用机制对于减少此种无效吸附具有重要意义。因此，本文着重概述了木质素和纤维素酶间的静电、疏水、氢键和阳离子-π作用，分析这些相互作用对预处理后固体基质进行酶水解反应的影响。基于两者间相互作用机制，进一步介绍表面活性剂、金属离子和非催化蛋白等木质素屏蔽剂降低木质素不利影响、提高预处理固体基质酶水解效率的研究进展。然而，木质素和纤维素酶间阴离子-π、π-π堆积和p-π共轭效应等非共价作用体系仍需进一步探索。总体而言，系统解析木质素与纤维素酶间的作用机制可为开发新型木质素屏蔽剂、改造酶分子结构及提高预处理效率等研究提供理论基础，促进木质纤维素燃料化学品产业的发展。     

微波辐射快速提高溶解浆的性能

采用微波辐射处理溶解浆,并利用扫描电子显微镜（SEM）、凝胶渗透色谱仪（GPC）、纤维质量分析仪（FQA）、BET氮吸附法等对处理后的溶解浆进行性能分析检测。结果表明,微波辐射处理能够改善溶解浆纤维的微观结构和形态,增大纤维的比表面积、孔洞直径以及保水值,降低纤维素分子质量;经500 W、5 min的微波辐射处理,溶解浆的反应性能提高至原来的1.4倍（从53%提高到75%）,特性黏度从930 mL/g降至860 mL/g。     

辐射制冷纤维素织物的制备及性能研究

采用喷涂方式在纤维素织物(CT)表面负载纳米二氧化硅(SiO₂)颗粒,进而制备辐射制冷纤维素织物(SiO₂-CT)。纳米SiO₂可以提升CT的表面粗糙度,形成大量的光散射中心,进而提升CT的宽波段光管理能力。结果表明,SiO₂-CT在0.5～1.1μm和1.1～2.5μm波段的反射率分别达91%和73%。在中红外波段的发射率达0.97。SiO₂-CT展现出优异的辐射制冷效果,在中午时段可以自发降温～4.5℃,在夜间时段可以自发降温～6.5℃。     

纤维素膜构筑盐差能发电器件及其性能研究

本研究以竹溶解浆为原料，通过简单的溶解再生技术制备高性能的纤维素膜，并通过调节成膜的厚度得到离子电导率为0.099 mS/cm的膜材料。结果表明，较低厚度的纤维素膜可以产生较高的开路电压、短路电流和功率输出密度：在500倍盐浓度差下，32 μm纤维素膜具有-119 mV的开路电压、132.4 μA短路电流和16.33 mW/m²的输出功率密度。     

基于纤维素膜/PEDOT:PSS的电致变色器件及其性能研究

基于纤维素开发了一种环保的高性能电致变色器件（ECD）。通过在纤维素膜表面旋涂聚（3,4-亚乙二氧基噻吩）-聚（苯乙烯磺酸）（PEDOT:PSS）,获得纤维素膜/PEDOT:PSS透明导电基底,并与电解质复合构建ECD。随着纤维素膜表面PEDOT:PSS旋涂层数的增加,纤维素膜/PEDOT:PSS透明导电基底的导电率呈增加趋势,透光率呈降低趋势,旋涂3层PEDOT:PSS的纤维素膜/PEDOT:PSS透明导电基底具有77%的透光率和465Ω/sq的电阻。通过施加3 V的正向电压,制备的ECD的透光率可在10 s内从77%下降至53%,且施加3 V的负向偏压,其透光率可以快速恢复。此外,制备的ECD电致变色能力在循环100次后仍然保持较为稳定的状态。     

Hoesch反应合成2,3,4-三羟基二苯甲酮和2,4,6-三羟基二苯甲酮

分别以焦性没食子酸和间苯三酚为原料,乙酸乙酯为溶剂,在氯化氢和ZnCl₂催化下与苯甲腈发生Hoesch反应,合成2,3,4-三羟基二苯甲酮和2,4,6-三羟基二苯甲酮,其紫外光谱的最大吸收峰分别在308和311 nm,摩尔吸光系数分别为1.535×10⁴和1.297×10⁴ L/cm·mol,均是良好的UVB段紫外线吸收剂。考察了原料配比、ZnCl₂用量、反应时间和反应温度对Hoesch反应的影响,得到较佳的反应条件为原料配比n（酚）:n（腈）为1:1.05、ZnCl₂用量为0.0175 mol、反应时间为28 h、反应温度为10℃。     

纤维素离子凝胶的制备及性能

开发高性能的导电凝胶已经成为推动柔性电子设备进一步发展的基石。以天然纤维素为凝胶骨架,以离子液体为导电介质,通过加热溶解-冷却凝胶化过程可以制备高性能的绿色离子液体-纤维素复合凝胶(CGel)。复合凝胶中的纤维素基体呈现三维网络结构,并包含大量的孔洞,可以有效吸附和储存离子液体,实现离子液体在纤维素基体中的均匀分布。纤维素离子复合凝胶具有较高的模量(G′>G″)、优异的透明度(88%)、良好的电学性能(2.2 mS/cm)及柔韧性。进一步通过高温加热-冷却凝胶化过程能够实现纤维素离子凝胶体系的再循环生产过程。纤维素离子凝胶展现了对水分子的高度敏感性,其电导率正比于工作湿度,有望应用于环境湿度及人体皮肤状况的高效监督检测。