TEMPO氧化修饰的天然多糖纳米纤维增强复合材料及其功能化研究进展

纤维素和几丁质具有相似的结构，是自然界中储量丰富的两类天然多糖。经2, 2, 6, 6-四甲基哌啶氮氧化物(TEMPO)氧化修饰制备的纤维素和几丁质纳米纤维，不仅具有多糖类物质的良好亲水性、生物可降解性、生物相容性及丰富的官能团(羟基、羧基、乙酰氨基和氨基等)所带来的特定化学性质，而且还具有纳米纤维的纳米尺寸效应、大比表面积、高表面活性、高结晶度和手性液晶相结构等特点，已成为生物质纳米材料领域的研究重点之一。本文对TEMPO氧化修饰制备天然多糖纳米纤维的方法及剥离机制进行了总结，同时重点综述了TEMPO氧化修饰的天然多糖纳米纤维在薄膜、凝胶、导电、医用、电磁屏蔽及环境等复合材料的增强和功能升级等方面的研究进展，强调了纤维素和几丁质纳米纤维的官能团及纳米尺寸在复合材料中的增效机制。最后，对天然多糖纳米纤维的发展方向及其在各领域应用的机遇与挑战进行了展望。     

改性玉米秸秆纤维素的制备及其对Pickering乳液稳定性的影响

以玉米秸秆为原料，通过亚氯酸钠-醋酸-氢氧化钠法提取纤维素（corn straw cellulose,CS），分别用硫酸水解和硫酸水解-高压均质联用的方法对CS进行改性，并以百里香精油作为油相制备Pickering乳液，研究改性前后纤维素作为乳化剂对Pickering乳液稳定性的影响。分别对改性前后纤维素的结构与性质进行表征，对所得乳液微观结构、粒径、电位、稳定性和流变特性进行测定。结果表明：与CS和硫酸水解改性的纤维素（cellulose precipitation,CP）相比，硫酸水解-高压均质联用改性的纤维素（high pressure homogenization cellulose,HPC）的粒径显著减小（P<0.05），为28.61μm。活性基团数量增多，静水接触角变大，达到76.1°，约为CS的2.4倍。CP的微观形貌呈现短棒状结构，表面光滑；而HPC呈现卷曲状，表面由平滑变得疏松多孔。改性后的玉米秸秆纤维素均提高了Pickering乳液的稳定性，其中由HPC稳定的乳液的稳定性最好，乳液粒径最小，为3.53μm，粒径分布也更均匀。在21 d的25℃贮藏中，液滴之间没...     

超声协同TEMPO氧化制备阔叶木氧化纳米纤维素

采用超声协同的TEMPO/NaBr/NaClO催化氧化体系制备阔叶木氧化纳米纤维素,探究氧化过程中,随氧化程度增大,纤维素的形貌、尺寸、羧基含量、Zeta电位、得率的变化规律。结果表明,超声作用显著提高了氧化反应速率及羧基含量,且粒径明显低于TEMPO氧化。借助SEM扫描电镜可以看出,超声波的空化作用可以破坏阔叶木纤维的层状结构,提高了纤维的比表面积,对TEMPO氧化起到了促进作用。     

由棉杆制备CeO_2-纤维素新型吸附材料及性能

用Na OH、Na ClO_2、Na OH-NaClO_2三种处理方法制备棉杆纤维素,采用硫酸酸解棉杆纤维素并负载硝酸铈制备Ce O_2-纤维素,对Ce O_2-纤维素进行表征及吸附能力测定。研究结果表明:每1.000 g棉杆使用2.0 mol/L 100 mL NaOH、2.0 g/L 100 mL NaClO_2先后在70℃下处理1 h的Na OH-NaClO_2混合处理法可以得到最优的棉杆纤维素;采用体积分数5%的硫酸酸解棉杆纤维素,按质量比1∶1加入硝酸铈成功制备Ce O_2-纤维素新型吸附材料。运用SEM扫描电镜对最优吸附能力的CeO_(2-)纤维素进行了表征。经Ce O_(2-)纤维素对刚果红的动力学吸附测定,确定Ce O_2-纤维素的吸附过程符合准二级动力学方程。     

偶联剂Si69改性秸秆纳米纤维素对炭黑补强天然橡胶性能的影响

采用偶联剂Si69对棒状秸秆纳米纤维素(SNC)进行改性,得到改性棒状秸秆纳米纤维素(MSNC),研究MSNC对炭黑(CB)补强天然橡胶(NR)性能的影响。结果表明:MSNC与橡胶基体的相容性较好;与CB/SNC/NR复合材料相比,CB/MSNC/NR复合材料的交联密度较大,能在保持较好抗湿滑性能的同时降低滚动阻力,具有更强的交联网络和更多的受限橡胶分子,热稳定性更好;用量比为35/10/100的CB/MSNC/NR复合材料物理性能最佳。     

氯化丁基橡胶/丁腈橡胶宽温域阻尼材料的制备及性能研究

制备氯化丁基橡胶(CIIR)/丁腈橡胶(NBR)宽温域阻尼材料,研究CIIR/NBR并用比以及765树脂、木质纤维素和石墨烯的用量对并用胶阻尼性能的影响。结果表明,当CIIR/NBR并用比为30/70,765树脂、木质纤维素和石墨烯的用量分别为4,10和5份时,并用胶具有较宽的阻尼温域。     

纤维素典型热解产物生成机理研究进展

利用生物质热解来生产液体燃料和高价值化学品受到广泛的关注，对生物质组分热解机理的研究有助于对生物质热解规律的理解和对热解过程的调控。对纤维素热解及其典型热解产物如脱水糖类、呋喃类以及小分子化合物等的生成机理进行综述，并指出后续的研究应该选用合适的模化物；为实现纤维素的高值化利用，还应对纤维素在不同类型催化剂作用下的催化热解机理进行研究。     

纤维素纤维/SiO2复合气凝胶的结构性能表征及应用

本文以纤维素纤维为骨架,原位生成SiO_2气凝胶,从而制备出纤维素纤维/SiO_2复合气凝胶。采用红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)、比表面积测试(BET)等手段表征了复合气凝胶的结构,通过热失重分析仪、接触角测量仪、纺织品热阻测试仪测试了复合气凝胶的基本性能,进而用复合气凝胶制作了保温服装,并采用暖体假人和红外热成像仪测试了其保温性能。研究结果表明,该纤维素纤维/SiO_2复合气凝胶具有优越的保温性能,轻薄柔韧,有望用于航空航天、极地科考、滑雪登山、以及时尚保暖服上。     

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。