橡胶木纤维素纳米纤丝的制备

目的以橡胶木为原料制备纤维素纳米纤丝。方法通过化学预处理结合高强度超声处理的方法制备纤维素纳米纤丝;使用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)、热重分析仪(TG)、紫外分光光度计(UV)和万能材料试验机等设备对其结构和性能进行研究。结果橡胶木纤维素纳米纤丝的直径为3～10nm,保留了天然纤维素Ⅰ型结构,具有较好的热稳定性,并且制备的薄膜具有较好的力学性能和透明度。结论以橡胶木为原料,通过常规的化学预处理结合高强度超声处理的方法,可以制备出与杨木纤维素纳米纤丝的基础特性相似的纤维素纳米纤丝,并且具有较高的产率。     

橡胶木纤维素纳米纤丝/二氧化锰/碳纳米管柔性电极材料的制备及表征

以橡胶木为原料,通过化学处理得到橡胶木纯化纤维素(PCF),在此基础上通过高速剪切结合超声波处理制备得到纤维素纳米纤丝(CNF)。通过单相合成法制备二氧化锰(MnO₂)纳米片。以CNF为结构支撑体,MnO₂纳米片和碳纳米管(CNTs)作为活性电极物质,通过真空抽滤的方式制备CNF/MnO₂/CNTs柔性电极材料。采用多种手段对CNF、MnO₂以及电极材料的结构性能进行表征,并测试了电极材料的电化学性能。结构性能表征结果表明：CNF的直径为3~10 nm,具有大的长径比,是很好的结构支撑体,CNF为纤维素Ⅰ型结构;MnO₂纳米片为片层花瓣状结构,晶型为δ型。电化学性能测试结果表明：在扫描速率为50 mV/s时电极材料的比电容值为78.45 F/g,在电流密度为0.1 A/g时的电极材料比电容值为97.02 F/g,在低频区时,交流阻抗(EIS)曲线的直线部分斜率较大,表明电极材料具有良好的电容特性,在200次充放电循环测试过程中,电极材料的电容保留率始终维持在99%左右,表明该电极材料具有良好的电化学性能并且具有一定的柔性变形能力,可用作超级电容器的电极材料。     

RGO/CNTs/CNF柔性电极的制备及表征

本研究以纤维素纳米纤丝（CNF）为基底,氧化石墨烯（GO）、碳纳米管（CNTs）为活性物质,通过机械共混结合真空抽滤制备了GO/CNTs/CNF薄膜,经氢碘酸还原制得还原氧化石墨烯（RGO）/CNTs/CNF柔性电极材料（简称RCC电极）,并探讨了GO含量对RCC电极电化学性能的影响。结果表明,CNF能良好地分散GO和CNTs,氢碘酸能够有效地将GO还原为RGO,且随着GO含量的增加,RCC电极的电化学性能更优。当GO含量为30%时,在1 A/g的电流密度下,RCC电极的质量比电容为129.7 F/g,经过1000次充放电循环测试后,电容保留率仍维持在96.15%左右。     

工业大麻秆纳米纤维素的制备

为实现工业大麻秆的高附加值利用,本研究以工业大麻秆为原料,通过测定化学组分,表明其高纤维素含量（41.45%）的基本特性,证实其制备纳米纤维素的可能性。采用TEMPO-NaBr-NaClO催化氧化体系配合超声制备了氧化纳米纤维素（TCNF）,并研究其在制备过程中各阶段的形貌、化学结构、结晶度及热稳定性。结果表明,以工业大麻秆为原料制备的TCNF,其直径均匀分布在3～6 nm,保留了纤维素典型的Ⅰ型结构,结晶度为50.8%,具有较好的热稳定性。     

玉米秸秆皮、髓纤维素提取及表征

以玉米秸秆为原料,研究玉米秸秆皮、髓纤维素的性质。玉米秸秆皮、髓分别用苯-醇抽提后,进一步用亚氯酸钠在酸性环境下脱除木质素,最后用氢氧化钾脱除多戊糖,得到玉米秸秆皮、髓纯化纤维素。结果表明,秸秆皮中纤维束排列更整齐紧密,秸秆皮和髓化学组分相似。从秸秆皮、髓得到的纯化纤维素得率分别为38.9%和38.2%,其中α-纤维素含量为87.5%和82.4%,绝大多数多戊糖和木质素被脱除。秸秆皮、髓纯化纤维素的晶型结构仍为纤维素I型,结晶度由纯化前的51.2%和30.4%提高到67.7%和42.1%;纯化纤维素的起始分解温度和最高分解温度相对于秸秆皮、髓均提高,热稳定性优于玉米秸秆皮、髓。     

改性橡胶木纤维素水凝胶的制备及其吸附性能研究

为了解决橡胶木利用价值低的问题,尝试以改性橡胶木纤维素为基体制备水凝胶并应用于染料吸附以提高其利用价值。对橡胶木纤维素(PCF)进行羧甲基化改性,通过反相悬浮聚合法,制备水凝胶;以不同pH值的缓冲溶液为介质研究水凝胶的水溶胀性能;在不同浓度的缓冲溶液中研究水凝胶对罗丹明B(RhB)的吸附。结果表明,制备的球形水凝胶有一定的pH敏感性,并且对RhB的吸附性能良好,在pH为10、RhB浓度为1 200 mg×L~(-1)的缓冲溶液中,添加κ-卡拉胶的水凝胶对RhB的吸附容量为546.81 mg×g~(-1)。该球形水凝胶在染料吸附领域具有潜在应用价值。     

玉米秸秆不同部位化学组成及纤维形态分析

本研究以玉米秸秆皮、髓、叶、鞘部位为研究对象，通过多种手段对玉米秸秆不同部位的化学组分及纤维形态进行分析研究。研究结果表明，玉米秸秆全秆纤维束含量为51.19%，杂细胞含量高。其中，玉米秸秆皮中纤维束含量最多，占全秆纤维束的47.96%，α-纤维素含量为36.99%；叶和鞘纤维束含量占比分别为22.33%、23.65%；髓纤维束含量最少，为6.06%；秸秆皮纤维数均长度为1.17 mm，长宽比最大，为80.41，髓部纤维最短，对全秆纤维贡献率最低。