纳米纤维素-可聚合低共熔溶剂离子导电弹性体的制备及性能研究

本研究采用紫外光引发原位聚合法将丙烯酸-氯化胆碱合成的可聚合低共熔溶剂（polymerizable deep eutectic solvents,PDES）与纤维素纳米纤丝（cellulose nanofibril,CNF）气凝胶结合,并引入植酸以增强CNF与PDES之间的结合作用,制得含有丰富的共价键和非共价键（氢键）的离子导电弹性体,通过多种现代仪器分析测试其性能。结果表明,该离子导电弹性体在机械性能（应力和应变分别可达0.38 MPa和1378%）、热稳定性、抗冻性、离子电导性（离子电导率可达3.9 mS/m）和紫外屏蔽性方面具有明显优势,同时具有一定的抗疲劳性和弹性,且基于其组装的柔性应变传感器对人体运动表现出快速、稳定、可逆的信号响应。     

离子凝胶的制备及其用于柔性应变传感器的研究

利用氯化胆碱-丙烯酰胺合成的低共熔溶剂（DES）与α-硫辛酸、微晶纤维素之间的共价键、离子键和高密度氢键的网络结构,形成了稳定、高黏附性、机械性能优异的离子凝胶。研究发现,制备的离子凝胶具有理想的黏附性（对玻璃的黏附力达69.3 kPa）、良好的自愈性（10 s可恢复到最大应力的41%）、优异的导电性（8.1×10-4 S/cm）和抗紫外性能（100%紫外线阻挡能力）。同时,该离子凝胶在不同材料和形状的基底上具有较好的黏附性,且在人体皮肤上具有很高的黏合性。基于该离子凝胶所组装成的柔性应变传感器可用于监测不同动作的相对电阻信号变化,并且表现出持续且稳定的信号。     

木质纤维基碳量子点/介孔TiO2复合体系的构建及光催化性能的研究

本研究以氮掺杂酶解玉米芯残渣碳量子点(E-N-CQDs)和介孔TiO_2进行复合,构建了介孔TiO_2/E-N-CQDs复合光催化剂体系,对其进行了分析表征,并探讨了其对水相中亚甲基蓝(MB)的降解能力。结果表明,E-N-CQDs具有良好的荧光性能,且其表面羧基、氨基等发色基团和助色基团增强了其荧光特性;介孔TiO_2具有较大的比表面积,孔径8～32 nm;与介孔TiO_2相比,光照300 min时,介孔TiO_2/E-N-CQDs对MB的降解率达到89%,提高了59%。由此可见,碳量子点的加入可显著提高介孔TiO_2的光催化降解能力,提高了对可见光的利用率。     

酸性低共熔溶剂预处理制备含木质素的纤维素纳米纤丝及其复合膜的研究

采用酸性低共熔溶剂（deep eutectic solvent,DES）预处理并结合高压均质法制备了含木质素的纤维素纳米纤丝（lignin-containing cellulose nanofibril,LCNF）,并与聚乙烯醇（PVA）共混制备了LCNF/PVA复合膜,探讨了2种酸性DES预处理的效果,分析比较了LCNF的特性及LCNF/PVA复合膜的性能。结果表明,乳酸-氯化胆碱（LC）和乙酸-氯化胆碱（AC）对半纤维素的提取率均达到78%以上,其中LC预处理后用乙醇洗涤的处理方式对木质素的提取率高达61.2%;DES预处理后,乙醇洗涤有利于木质素的分离;利用LC制备的纤维素纳米纤丝（LC-E-LCNF）的直径为50～100 nm;相较于纯PVA膜,LCNF/PVA复合膜的疏水性明显提高,应力提升至70.3 MPa,紫外屏蔽性接近100%,且具有良好的热稳定性和雾度,以及一定的保鲜性能,该复合膜有望应用于食品包装领域。