氧化石墨烯对棉秆皮纤维素气凝胶球结构影响

采用超声分散法将纳米氧化石墨烯（GO）分散到二甲基亚砜中,再与棉秆皮微晶纤维素（MCC）和氯化1-丁基-3-甲基咪唑（BmimCl）溶解液混合,通过垂直悬滴法制备醇凝胶球,用超临界二氧化碳干燥法制备棉秆皮纤维素/氧化石墨烯（MCC-GO）气凝胶球。采用粒径分布软件和SEM、TG、FT-IR设备对材料的形貌结构进行表征。结果表明：当MCC占BmimCl质量百分比为3%时,纤维素醇凝胶球成型效果最好,平均粒径大小为2.78mm;随着GO占MCC质量百分比的增加,醇凝胶球的平均粒径变化不明显,均匀程度降低,确定系数R2由0.9985降低到0.8897;气凝胶球平均粒径随着GO质量分数的增加而先增大后减小,粒径均匀程度降低,确定系数R2由0.9915降低到0.6864,当GO质量分数为6%时,MCC-GO气凝胶球平均粒径最大为1.79mm,体积收缩率最小为57%;GO的添加增大了气凝胶内部孔隙,改变了孔结构,提高了MCC气凝胶球的热稳定性和吸附能力。     

氧化石墨烯对棉秆皮纤维素气凝胶球结构的影响

采用超声分散法将氧化石墨烯(GO)分散到二甲基亚砜中,再将混合液与棉秆皮微晶纤维素(MCC)和氯化1-丁基-3-甲基咪唑([BMim]Cl)溶解液混合,通过垂直悬滴法制备醇凝胶球,用超临界二氧化碳干燥法制备棉秆皮纤维素/氧化石墨烯(MCC-GO)气凝胶球。采用粒径分布软件、SEM、TG、FTIR对样品的形貌结构进行表征。结果表明,当MCC为[BMim]Cl质量的3%时,纤维素醇凝胶球成型效果最好,平均粒径为2.71 mm;随着GO含量(以MCC质量为基准,下同)的增加,醇凝胶球的平均粒径变化不明显,均匀程度降低,确定系数(R2)由0.9985降低到0.8897;而气凝胶球平均粒径随着GO含量的增加先增大后减小,粒径均匀程度降低,R2由0.9915降低到0.6864,当GO含量为6%时,MCC-GO气凝胶球平均粒径最大,为1.79mm,体积收缩率最小,为57.0%。GO的添加增大了气凝胶内部孔隙,改变了孔结构,提高了MCC气凝胶球的热稳定性和吸附能力。     

蔗渣浆制备纳米纤维素及其气凝胶的研究

以蔗渣浆为原料,通过2,2,6,6-四甲基哌啶(TEMPO)催化氧化后,超声波处理制备纳米纤维素(NCC),再经冷冻干燥制备了纤维素气凝胶。通过透射电子显微镜(TEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、热重分析(TG)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对NCC及其气凝胶形态和结构等进行了研究。TEM显示超声波作用30 min得到的NCC长度为100~400 nm,直径为20 nm左右;XRD显示氧化后NCC晶型仍为纤维素Ⅰ型;TG显示NCC相对蔗渣原料热稳定性降低;SEM显示NCC水悬浊液中,NCC质量分数为0.1%时,冷冻干燥得到的纤维素气凝胶为三维网状结构,NCC质量分数大于0.1%时,纤维素气凝胶为"蜂窝状"多孔结构。     

功能化纳米纤维素气凝胶应用研究

综述了纳米纤维素气凝胶的功能化方式以及功能化后的纳米纤维素气凝胶在吸附、电池、隔热阻燃和生物医学领域的应用,就功能化纳米纤维素气凝胶存在的问题进行探讨,并对其未来发展前景做出了展望。     

纤维素/氧化石墨烯复合气凝胶的制备及其阻燃性能研究

为了提高纤维素气凝胶的阻燃性能,用具有阻隔效应和催化成碳能力的氧化石墨烯（GO）作为阻燃剂,通过简单的冷冻干燥的方法制备了具有阻燃功能的纤维素/GO复合气凝胶。结果表明,GO在纤维素黏液中的最佳添加量是5 %（质量分数,下同）;在此条件下,GO在纤维素中分散良好,可以形成有序的三维多孔气凝胶结构;GO和纤维素之间的作用力为氢键;在最佳添加量条件下,G5C95气凝胶始终处于阴燃状态,其燃烧速率从纯的纤维素气凝胶的5.67 mm/s降低为0.57 mm/s;相对于纯的纤维素气凝胶,GO阻燃纤维素气凝胶的峰值热释放速率减少了57.7 %,总热释放量也明显降低,显示出较好的阻燃性能;相对于纯的纤维素气凝胶,GO阻燃气凝胶的残炭更加致密;GO提高了残炭的石墨化程度;由于GO的物理屏障效应和催化成碳能力,其不仅能增加残碳量,而且能提高残碳致密度和石墨化程度,从而有效提高纤维素气凝胶的阻燃性能。     

纳米纤维素纤维凝胶特性及其应用

纳米纤维素纤维在水溶液中可以通过物理缠绕以及氢键结合的方式形成具有稳定三维网络结构的水凝胶。纳米纤维素水凝胶具有无毒性及良好的生物相容性,在生命科学领域应用前景广阔。而纳米纤维素气凝胶保持凝胶的三维网络结构,其高比表面积、低密度及优异的隔热性能等在建筑、能源电子器件、油水分离等领域也同样有着巨大的应用潜力。本文从纳米纤维素基本特性、纳米纤维素水凝胶、纳米纤维气凝胶研究及应用情况进行了介绍,并分别对纳米纤维素水凝胶与气凝胶的优异性能及应用进展进行了总结。     

羧基化改性纤维素凝胶球的制备和表征

以微晶纤维素为原料,利用NaOH/尿素体系对微晶纤维素进行溶解,得到再生纤维素溶液。采用滴定悬浮的方法制备纤维素水凝胶球,采用2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧基自由基（TEMPO）/NaBr/NaClO选择性氧化体系对纤维素水凝胶球进行氧化处理,获得羧基化改性纤维素水凝胶球,冷冻干燥得到羧基化改性纤维素气凝胶球。研究结果表明：羧基化改性纤维素水凝胶球的含水量为95.64%,吸附4h,亚甲基蓝的吸附量达到6.97mg/g。对羧基化改性纤维素气凝胶球进行傅里叶变换红外光谱（FT-IR）和扫描电子显微镜（SEM）表征分析,在1600cm^-1处出现了CO的伸缩振动峰,TEMPO的选择性氧化对样品起到羧基化改性作用,羧基化改性纤维素气凝胶增加了球形气凝胶的表面通透性,内部仍呈现网络结构,羧基化改性纤维素气凝胶球的密度为0.038g/cm³。     

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。     

纳米纤维素复合相变储能气凝胶制备进展

超轻质材料气凝胶具有超低密度、高比表面积等性能,是高分子材料领域的研究热点之一.综述了纤维素气凝胶的制备、纤维素复合相变储能材料的制备等.纳米纤维素特殊的物性及其模板效应,以纳米纤维素为软模板,自组装制备纳米纤维素复合相变储能气凝胶.探讨了纳米纤维素复合相变储能气凝胶的应用趋势.     

脱墨对废报纸纤维素气凝胶形貌的影响

采用1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐离子液体(AMIMCl)溶剂溶解废报纸纤维素,制备废报纸纤维素气凝胶。通过对未脱墨废报纸纤维素气凝胶、脱墨废报纸纤维素气凝胶的宏观形貌进行对比分析,研究结果表明脱墨有助于制备白色废报纸纤维素气凝胶。白色纤维素气凝胶吸附效果较直观,具有潜在开发价值。     

溶剂对醋酸纤维素静电纺丝可纺性的影响

将醋酸纤维素(CA)分别溶于二氯甲烷、甲酸、乙酸和三氟乙酸(TFA)四种溶剂中,用静电纺丝法制备CA纤维。测定了纺丝液的黏度、电导率,并对各种CA溶液电纺纤维的形貌进行表征,分析各种影响可纺性及纤维形貌的因素。结果表明:溶剂的沸点及所配溶液的电导率、黏度是影响电纺丝可纺性的重要因素。以TFA作为溶剂时,8%CA纺丝液具有良好的可纺性。     

纤维素气凝胶干燥方法的研究进展

纤维素气凝胶的干燥在纤维素气凝胶的制备过程中是至关重要的,介绍了纤维素气凝胶的干燥方法,对纤维素气凝胶干燥方法的理论依据进行详细论述和归纳,并对各个不同的干燥方法进行系统介绍和评析。     

纤维素/聚氨酯复合气凝胶的制备

以LiOH/尿素（urea） /H2O溶液体系制备的再生纤维素为凝胶骨架,HDI三聚体（N3300）为单体,二月桂酸二丁基锡（DBTDL）为催化剂,原位生成了纤维素/聚氨酯（PU）复合凝胶,再冷冻干燥得到纤维素/PU复合气凝胶.通过红外光谱分析（FT-IR）、X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、N2吸附-脱附、压缩试验对其结构和性能表征.结果表明：纤维素和N3300反应,改变了纤维素的物理和化学结构;N3300浓度增加,与纤维素骨架反应程度增加,复合气凝胶的力学性能增加,SBET和孔隙率减小,密度增加;N3300用量适宜时,可实现复合气凝胶综合性能的平衡.     

无机盐诱导凝胶法制备纤维素气凝胶

在纤维素-7% NaOH-12%尿素水溶液体系中加入少量无机盐诱导和促进体系形成凝胶,研究了不同种类和用量的无机盐对凝胶形成过程的促进作用,促进能力依次为：阴离子相同时,钾盐>钠盐>锂盐;阳离子相同时,氯盐>溴盐>硝酸盐. 无机盐浓度越高对凝胶形成的促进作用越明显. 在此基础上结合溶剂置换和超临界CO2干燥技术,提出了无机盐诱导凝胶法制备纤维素气凝胶的新工艺,用SEM、氮吸附仪和压汞仪对所制气凝胶材料进行了结构表征,材料具有介孔到大孔范围的多孔结构,介孔的比表面积为284 m2/g,孔体积为2.0 cm3/g,平均孔径为20.5 nm;大孔的孔体积为13.95 cm3/g,平均孔径为0.732 μm,孔隙率达91%.     

氨基改性纤维素气凝胶吸附Pb~(2+)的研究

以纤维素为原料,聚乙烯亚胺为氨基化试剂,选用环氧氯丙烷作为交联剂,制备了氨基改性纤维素气凝胶（Cell@PEI）。通过傅里叶红外光谱分析（FT-IR）、扫描电子显微镜分析（SEM）、X-射线衍射分析（XRD）和比表面积分析（BET）等表征手段对制得的吸附剂进行表征分析,证明成功制得了具有三维立体网状结构的氨基改性纤维素气凝。动力学吸附实验表明,Cell@PEI吸附Pb⁽²⁺⁾的过程以化学吸附为主导,遵循准二级动力学,在240min内可以达到吸附平衡。等温吸附实验结果表明,该吸附过程主要为单层吸附,吸附过程是吸热反应。此外,由等温拟合结果可知,在室温条件下,Cell@PEI对Pb(2+)的过程以化学吸附为主导,遵循准二级动力学,在240min内可以达到吸附平衡。等温吸附实验结果表明,该吸附过程主要为单层吸附,吸附过程是吸热反应。此外,由等温拟合结果可知,在室温条件下,Cell@PEI对Pb⁽²⁺⁾的饱和吸附容量为179.4 mg/g。Cell@PEI经过四次再生后,仍保持初始吸附量81.33%的吸附量,表明该吸附剂具有良好的循环使用性能。     

纤维素气凝胶及其疏水改性研究进展

纤维素气凝胶具有的低密度(≥8 kg/m~3)、低热导率(0.0201~0.0295 W/m·K)、高孔隙率(≤99.5%)、高比表面积(100~605 m~2/g)等使其在隔热、吸附、催化、储能等领域应用广泛,是多功能、轻质、纳米多孔材料。纤维素表面存在大量的羟基,氢键和亲水性使纤维素气凝胶在吸附油污等应用受限。利用三甲基氯硅烷(TMCS)、十八烷基三氯硅烷(OTS)等进行纤维素气凝胶的疏水改性,拓展其应用范围。     

内切纤维素酶协助TEMPO氧化制备纳米纤维

利用内切型纤维素酶(EG1)预处理全漂硫酸盐针叶浆,再经过超声波协助2,2,6,6-四甲基哌啶氧自由基(TEMPO,2,2,6,6-tetramethylpiperidine-1-oxyl radical)氧化制备纳米纤维。通过氧化还原滴定和电导滴定监测TEMPO氧化过程中残余有效氯和纤维中的羧基含量的变化,并利用纤维粒度分析仪、毛细管粘度计和透射电镜分析制备纤维样品的尺寸分布、流动性能以及纤维形貌,研究了EG1预处理对超声波协同TEMPO氧化制备纳米纤维的影响。结果表明:相同的TEMPO氧化条件下,经10 U/g EG1预处理12 h、24 h和48 h后,纤维羧基含量分别由2.05 mmol/g增加到2.35 mmol/g、3.03 mmol/g和3.13 mmol/g;与对照相比,经EG1预处理再TEMPO氧化制备的样品透明度增加,纤维尺寸减小,流动性下降。     

具有抗菌性能的新型载银细菌纤维素纳米纤维(英文)

In this work, we describe a novel facile method to prepare long one-dimensional hybrid nanofibers by using hydrated bacterial cellulose nanofibers（BCF） as a template. Silver（Ag） nanoparticles with an average diameter of 1.5 nm were well dispersed on BCF via a simple in situ chemical-reduction between AgNO3 and NaBH4 at a relatively low temperature. A growth mechanism is proposed that Ag nanoparticles are uniformly anchored onto BCF by coordination with BC-containing hydroxyl groups. The bare BCF and as-prepared Ag/BCF hybrid nanofibers were characterized by several techniques including transmission electron microscopy, X-ray diffraction, thermogravimetric analyses, and ultraviolet-visible（UV-Vis） absorption spectra. The antibacterial properties of Ag/BCF hybrid nanofibers against Escherichia coli（E. coli, Gram-negative） and Staphylococcu saureus（S. saureus, Gram-positive） bacteria were evaluated by using modified Kirby Bauer method and colony forming count method. The results show that Ag nanoparticles are well dispersed on BCF surface via in situ chemical-reduction. The Ag/BCF hybrid nanofiber presents strong antibacterial property and thus offers its candidature for use as functional antimicrobial agents.     

巯基-烯修饰纤维素气凝胶的制备及其染料吸附的研究

采用一步法制备出乙烯基三甲氧基硅烷改性的气凝胶(SA),并用巯基-烯点击反应将巯基丙酸(MPA)和半胱胺盐酸盐(Cys)接枝到SA气凝胶上得到功能化气凝胶。通过扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、机械性能测试等对气凝胶进行表征。实验结果表明,氨基化气凝胶(SA-Cys)和羧基化气凝胶(SA-MPA)都具有良好的机械性能,其中SA-MPA压缩强度可达到86 KPa,压缩模量也可达到90 KPa。选用阴离子型染料活性蓝KN-R和阳离子型染料罗丹明B(Rh-B)来研究SA-Cys和SA-MPA的吸附性能。研究结果表明,SA-MPA与SA-Cys有良好的吸附性能,而且都可以重复吸附染料。