利用原子力显微镜研究预处理对木棉纤维/CdS纳米复合材料形貌结构的影响

对木棉纤维进行预处理,然后用预处理后木棉纤维与CdS进行原位复合制备木棉纤维/CdS纳米复合材料。利用扫描电镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)对复合材料表面形貌结构进行了观察。用AFM定量地分析了预处理方法对木棉纤维/CdS纳米复合材料表面超微三维结构的影响。研究表明,相比未处理木棉纤维,预处理后木棉纤维/CdS纳米复合材料上CdS粒子的吸附量增大,且经过TEMPO氧化处理的木棉纤维所复合的CdS粒子的分布最均匀,粒径最均一。对于基于植物质纤维素资源为原料的纤维素/无机纳米复合材料的制备及其结构表征具有重要的参考价值。     

原位复合制备纤维素基CdS纳米复合材料及其表征

以微晶纤维素(MCC)为模板,氯化镉、硫化钠等为原料,在水的悬浮液中,用原位复合法制备了MCC/CdS纳米复合材料。对复合反应条件进行了初步研究,探讨了Cd2+浓度、Cd2+吸附时间及超声功率对复合反应的影响。研究表明,适当提高Cd2+吸附时间及超声功率有利于提高复合材料中硫化镉颗粒的复合量,Cd2+浓度对复合量的影响是显著的。应用X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM),红外光谱(FT-IR),光致荧光光谱(PL)对MCC/CdS复合材料进行了表征。结果表明,复合在微晶纤维素上的CdS颗粒大小均一,且均匀分布在微晶纤维素模板表面;制备的复合材料具有一定的荧光特性。     

纤维素/CdS纳米复合材料的声化学制备及其光电性能

以无水氯化镉和硫化钠为原料,微晶纤维素MCC为模板,采用声化学法成功制备MCC/CdS纳米复合材料.用原子力显微镜(AFM),X射线衍射(XRD),荧光光谱(PL)以及光电化学实验对复合材料的结构及性能进行表征.研究表明,粒径为30-70nm的CdS粒子均匀分布于微晶纤维素表面,所得CdS粒子为立方型晶体.PL光谱分析...     

微晶纤维素/CdS纳米复合材料的原位复合反应

以微晶纤维素(MCC)为模板,采用原位复合法制备MCC/CdS纳米复合材料。研究了超声波预处理以及镉离子、硫离子物质的量比对复合效果的影响,用扫描电镜(SEM),原子力显微镜(AFM),X射线衍射,荧光光谱(PL)以及激光共聚焦显微镜(CLSM)对复合材料的结构及性能进行表征。研究表明,超声波预处理后的纤维素对镉离子吸附能力更强,粒径为30 nm~100nm的CdS粒子均匀分布于纤维素表面,所得CdS为立方型晶体,复合材料体现出一定强度的光致发光性,较佳Cd2+∶S2-(物质的量比)为3∶1。     

氧化石墨烯/纳米纤维素复合薄膜的制备及表征

目的以纳米纤维素为基材,氧化石墨烯为增强相,制备氧化石墨烯/纳米纤维素复合薄膜。方法分别采用酸碱直接处理法和酸碱交替处理法制备纳米纤维素,采用一步氧化法和循环氧化膨胀法制备氧化石墨烯,观测其形貌,得出最佳制备工艺。测试由最优工艺制备的纯纤维素薄膜和复合薄膜的拉伸和润湿性能。结果酸碱交替处理法制备的纳米纤维素薄膜表面结构清晰,且纤维直径可达50 nm,循环氧化-膨胀法制备的氧化石墨烯片层厚度在纳米级别。当纳米纤维素与氧化石墨烯的质量比为20∶1时,氧化石墨烯/纳米纤维素复合薄膜的拉伸强度达149.68MPa,与纯纤维素薄膜相比增加了19.55%,且复合薄膜的接触角大于纯纤维素薄膜的。结论证实了氧化石墨烯能够增强纳米纤维素薄膜,在一定程度上说明氧化石墨烯/纤维素复合薄膜对水分子的阻隔性优于纤维素薄膜。     

纳米纤维素/银纳米粒子的制备和表征

以纳米纤维素(NCC)为分散剂,硼氢化钠为还原剂还原硝酸银,化学还原法制备纳米纤维素/银纳米粒子。m(Ag)/m(NCC)=5%制备的纳米纤维素/银纳米粒子,X射线衍射分析结果表明,纳米纤维素/银纳米粒子中NCC和银纳米粒子相互混合并未改变各自的晶型,纳米纤维素/银纳米粒子中银纳米粒子的晶粒尺寸为11.87nm,与透射电子显微镜(TEM)所测银纳米粒子直径(10nm)相近;热重分析结果表明,纳米纤维素/银纳米粒子的热稳定性较纳米纤维素稍有下降。透射电子显微镜(TEM)分析、紫外光谱分析、固含量分析、机理分析和抑菌活性分析结果表明,m(Ag)/m(NCC)=3%时制备的纳米纤维素/银纳米粒子对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均有抑制作用,且银纳米粒子在纳米纤维素/银纳米粒子中分散较均匀。     

含有石墨烯和纳晶纤维素的聚氨酯复合纳米纤维

以N,N-二甲基甲酰胺/丙酮(DMF/CP)为混合溶剂,纳晶纤维素(NCC)辅助还原的氧化石墨烯(r GO)和热塑性聚氨酯(TPU)为原料,采用静电纺丝法制备了rGO/TPU复合纳米纤维,通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、激光粒度仪观察了rGO、NCC、复合纳米纤维膜的尺寸和形貌结构,并测试分析了纳米纤维膜的力学性能、热性能和亲水性。结果表明,当m(rGO)/m(TPU)=1.5/100时,复合纳米纤维表面光滑、直径均一,相应的复合纳米纤维膜断裂强度最大(31.98MPa),比纯TPU纳米纤维膜断裂强度(7.92 MPa)提高了303.79%。此外,随着rGO和NCC的加入,复合纳米纤维膜的热稳定性和亲水性增强。     

聚乳酸/纳米纤维素可降解食品包装薄膜的研究及其在西兰花保鲜中的应用

在能源危机和环境恶化的双重压力下,食品包装逐渐朝着节能环保方向转型。聚乳酸(PLA)因原料可再生且降解性能优异而成为绿色食品包装材料的主力军,用同样具有生物降解性的高强度填充粒子纳米纤维素(NCC)改性聚乳酸,不仅能获得一种高性能复合包装材料,而且还符合可持续发展的时代潮流。本文以聚乳酸为基材、纳米纤维素为改性剂、聚乙二醇(PEG)为界面相容剂,制备得到一系列可降解食品包装薄膜。研究了纳米纤维素含量对复合薄膜表面形貌、热性能、力学性能、渗透性能以及透光性能的影响,考察了不同薄膜包装对西兰花常温贮藏的保鲜效果,并探索了聚乙二醇和纳米纤维素对聚乳酸复合材料降解性能的影响及作用机理。主要研究结果如下:1.采用溶液浇铸法制备一系列不同纳米纤维素含量的聚乳酸/纳米纤维素复合薄膜。利用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)观察薄膜的表面形貌,发现当纳米纤维素添加量小于4wt%时可被聚乙二醇完全包裹并在聚乳酸中均匀分散……2.分别用纯聚乳酸薄膜、PLA/N0/P10复合薄膜以及PLA/N2/P10复合薄膜包装西兰花…….3.将纳米纤维素和聚乙二醇以不同比例与聚乳酸熔融共混制备聚乳酸/纳米纤维素复合材料,随后进行为期60天的模拟体液降解实验……     

纳米纤维素晶体和柠檬酸改性聚乙烯醇薄膜的制备及性能

以球形纳米纤维素晶体(NCC)作增强相、柠檬酸作交联剂对聚乙烯醇(PVA)进行改性,制备了PVA/NCC纳米复合薄膜和柠檬酸交联PVA/NCC纳米复合薄膜。通过热重分析、差热分析、吸水实验和拉伸实验考察了NCC的添加和柠檬酸的交联对薄膜热性能、耐水性和力学性能的影响。结果表明,与纯PVA薄膜相比,改性PVA薄膜的起始分解温度升高、熔融/结晶峰向高温方向移动、吸水率降低;只用NCC或柠檬酸对PVA改性时,所得PVA/NCC纳米复合薄膜、柠檬酸交联PVA薄膜的力学性能均对环境湿度敏感;同时用NCC(m(NCC)/m(PVA)=6/100)和柠檬酸(m(柠檬酸)/m(PVA)=3/100或m(柠檬酸)/m(PVA)=4.5/100)对PVA改性时,所得柠檬酸交联PVA/NCC纳米复合薄膜的力学性能不随环境湿度变化。     

聚乳酸/改性纳米纤维素复合材料制备及性能

目的通过乙酸、高氯酸、乙酸酐等对纳米纤维素(NCC)进行乙酰化改性,再通过溶液浇铸法制备聚乳酸/改性纳米纤维素复合材料(PLA/m NCC)。方法采用紫外可见分光光度计对PLA/m NCC进行透明性测试及透光率分析;采用FE-SEM电镜观察m NCC在复合材料中的形貌;采用动态热机械分析仪进行动态热力学分析。结果与m NCC相比,NCC在PLA基体中的分散性更好。当m NCC质量分数小于4%时,可较均匀地分散在聚乳酸基体中,但随着m NCC含量的增加,团聚现象明显;PLA/m NCC的储能模量随着m NCC含量的增加而提高,但是m NCC的加入对材料玻璃化转变温度的影响非常小。结论为改善PLA的加工性能提供一定的实验及理论依据。     

乳酸原位聚合改性纳米纤维素的制备及应用

乳酸原位聚合改性纳米纤维,并和聚乳酸制备复合材料。先由64%硫酸水解微晶纤维素(MCC)制备纳米纤维素(NCC),再乳酸原位聚合接枝纳米纤维素得到改性后纳米纤维素(g-NCC),最后将g-NCC按0%~5%质量比与聚乳酸(PLA)共混,制成复合材料g-NCC/PLA。透射电子显微镜观察得到棒状纳米纤维素长度为100~200nm,直径为10~25nm,傅里叶变换红外光谱和核磁共振谱证明乳酸均聚物已接枝到纳米纤维素,复合材料性能分析表明g-NCC与PLA相容性比未改性NCC与PLA相容性好,g-NCC含量为2%时,复合材料拉伸强度可达到45 MPa,比纯PLA提高85%,结晶度提高10%。     

纳米纤维素微晶的制备、改性及其应用

纳米纤维素微晶(NCC)具有多种优良性能,成为纳米技术研究的热点。综述了 NCC 的化学制备方法,主要包括酸水解法、酶解法和纤维氧化降解法;对 NCC 的改性技术进行了介绍,主要包括乙酰化改性、阳离子化改性、硅烷化改性、羧基化改性及聚合物接枝;并对其在复合材料、医药及食品等领域的应用进行了介绍;最后概述了NCC 的发展前景。     

纳米纤维素制备及壳聚糖/NCC复合膜的性能研究

为了探究包装废弃物瓦楞纸板的回收再利用价值,以杨木浆板为对照,采用包装废弃物瓦楞纸板进行纳米纤维素(NCC)的制备,并以不同比例的NCC和壳聚糖复合成膜,比较研究了NCC含量对壳聚糖/NCC复合膜的膜性能的影响。废弃瓦楞纸板制备NCC的得率为53.87%,NCC形态为纺锤形,长度和直径范围分别为54~87nm和3~5nm,与杨木浆板NCC的形态相同,但长度较短。随纳米纤维素含量的增加,复合膜的抗拉强度及伸长率均有所提高,透湿量先增加后减少;透光率没有明显变化,均达99.8%以上。以瓦楞纸板NCC制备的壳聚糖/NCC复合膜的抗拉强度和伸长率略低于以杨木浆板NCC的复合膜。研究结果表明:废弃瓦楞纸板可作为NCC制备的来源,用于壳聚糖/NCC复合膜的制备并改善成膜性能。     

原位法P3HT-COOH/CdS纳米复合材料的制备与表征

以二水乙酸镉(Cd(OOCCH3)2·2H2O)为镉源,硫粉(S)为硫源,二氯苯(DCB)和二甲基亚砜(DMSO)为混合溶剂,末端羧基化聚-3-己基噻吩(P3HT-COOH)为模板,原位法合成了P3HT-COOH/CdS纳米复合材料;并利用核磁共振氢谱、傅里叶变换红外光谱、X射线衍射、透射电子显微镜、紫外-可见光谱和荧光光谱等分析测试方法对其组成、形貌、光电性能等进行了表征。研究了不同反应温度及S/Cd摩尔比对复合材料形貌及光电性能的影响。实验结果表明,所合成的CdS纳米粒子均匀分布在P3HT-COOH/CdS复合材料中;CdS的尺寸和分布不仅受温度影响,还很大程度上受S/Cd摩尔比的影响;P3HT-COOH/CdS纳米复合材料有较强的荧光淬灭,表明CdS与P3HT-COOH之间有电荷转移。     

PVP为偶联剂制备核壳型PS/CdS纳米复合粒子及表征

以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为偶联剂,利用超声化学法制备了PS/CdS核壳型复合纳米粒子。为了深入理解核壳型纳米粒子的界面行为和形成机制,详细考察了PVP加入与否及用量、前体加入顺序、Cd2+与S2-摩尔比和反应时间等实验参数对核壳复合材料结构的影响。结果表明,适量PVP可改善CdS纳米粒子与PS聚合物基体间的亲和性,增强壳与核之间的相互作用,成功地将PS与CdS复合成单分散的、壳层完整且厚度可控的三维核壳型PS/CdS纳米复合粒子;且复合物比纯CdS粒子具有更高的可见光响应活性。     

纳米纤维素/壳聚糖复合膜的制备和性能

目的获得力学性能和阻隔性能优异的食品包装用壳聚糖膜。方法通过超声法由糠醛渣纤维素制备纳米纤维素(NCC),将其与壳聚糖(CS)共混流延制备纳米纤维素/壳聚糖复合膜(NCC-CS)。结果复合膜中NCC质量分数为5%时,NCC-CS的拉伸强度比纯CS膜提高了30%,NCC-CS的透湿量比纯CS膜降低了24%。SEM分析结果表明NCC-CS复合膜微观结构致密。FT-IR和XRD的分析结果表明CS与NCC间存在着较强的相互作用。结论 NCC的加入对CS膜的力学性能和阻隔性能的提高有促进作用。     

纳米纤维素基复合材料及其用于柔性储能器件的研究进展

纳米纤维素是一类具有大比表面积、高反应活性、高机械强度、良好生物相容性、优异热稳定性以及可降解等优异性能的纳米高分子材料。根据其来源、特性、制备方法,可大致分成纤维素纳米纤丝(CNF)、纤维素纳米晶体(CNC)、细菌纤维素(BC)三类,三者的微观形态和尺寸大小有所差异。纳米纤维素凭借其高抗张强度,在复合增强材料的填充应用上表现出优异的机械柔韧性,借此将其与导电聚合物、碳材料和金属化合物等导电物质复合,可形成具有优异力学性能和电化学性能的导电复合材料,这类材料在柔性储能器件等领域有着广泛的应用前景。本文重点回顾了纳米纤维素与多种导电物质复合制备导电复合材料的工艺方法及电化学性能表征,并概述了基于纳米纤维素的导电复合材料在柔性储能器件锂离子电池(LIBs)和超级电容器(SCs)上的应用研究进展,在总结相关研究的基础上进一步讨论了上述制备应用过程中存在的问题,并针对此类问题展望了纳米纤维素基导电复合材料在今后研究应用的重点和方向。     

高性能CeO_2/片状CdS复合光电极材料的制备及在光阴极保护中应用（英文）

通过逐步合成法制备了具有储存电子和物理阻隔功能的CeO_2/CdS纳米复合材料,并用于光电阴极保护。通过XRD,TEM,UV-Vis和PL等手段对制备的纳米复合材料进行表征。在模拟白光照射下研究不同质量比的CeO_2/CdS复合材料的光电化学性质。在黑暗条件下,涂有CeO_2/CdS(质量比0.2:1.0)的304不锈钢涂层的电位比CeO_2/CdS(质量比0.2:1.0)粒子涂层更正。在白光照射下, CeO_2/CdS(质量比0.2:1.0)复合材料的最大光电流密度为700μA·cm–2,涂有CeO_2/CdS(质量比0.2:1.0)的304不锈钢涂层的电位为–650 mV(vs. SCE),明显低于304不锈钢腐蚀电位(–200 mV vs. SCE),表明片状CdS具有物理阻隔性能及CeO_2/CdS复合材料具有显著的光电化学性能。这主要是由于CeO_2纳米颗粒和CdS纳米片之间形成了异质结,促进了光致电子和空穴的有效分离,从而提高了光电转换效率。此外,由于CeO_2具有储存电子的功能,在黑暗条件下可以继续释放电子,能够提供12 h的阴极保护性能。     

表面修饰纳米晶纤维素及其在双马来酰亚胺树脂中的应用

采用硫酸水解法制备了纳米晶纤维素(NCC),以N,N-羰基二咪唑(CDI)为活化剂,甲代烯丙基醇(MPO)为改性剂,通过化学取代得到含有烯丙基碳酸酯的纳米晶纤维素(PCNCC);以4,4′-二氨基二苯甲烷双马来酰亚胺(MBMI)、3,3′-二烯丙基双酚A(BBA)及双酚A双烯丙基醚(BBE)为原料制备了复合材料基体(MBAE)。采用FTIR、XRD、TEM和碘值法等对化学修饰的产物进行分析和表征。结果表明,当PCNCC中烯丙基碳酸酯的取代率为16.4%时,既能保持晶型不变,同时能在BBE中稳定悬浮;PCNCC中烯丙基碳酸酯的取代率过小或过大时均不适宜用作PCNCC/MBAE复合材料的增强相。利用原位聚合法将PCNCC掺杂在MBAE基体中制备PCNCC/MBAE复合材料,考察PCNCC质量分数对PCNCC/MBAE复合材料力学性能、介电性能及热性能的影响规律。结果显示,当PCNCC质量分数为0.2 wt%时,PCNCC/MBAE复合材料的弯曲强度和弯曲模量分别为148.1 MPa和6 GPa,较MBAE基体分别提高了50.5%和82.9%;冲击强度为13.9 kJ/m2,较MBAE基体提高54.8%;玻璃化转变温度T_g由纯MBAE的240.4℃提高到257.8℃。此时PCNCC/MBAE复合材料的介电常数明显提高,而介电损耗达到最低值。为扩展纳米晶纤维素及双马来酰亚胺树脂的应用提供了理论依据。      

热塑性淀粉/NCC纳米复合薄膜的制备及性能

先用硫酸水解微晶纤维素制得纳米纤维素晶体(NCC),再用溶液浇铸成膜法制得甘油塑化热塑性淀粉/NCC纳米复合薄膜,并考查NCC含量对纳米复合薄膜性能的影响.结果表明:当NCC含量小于9%时,拉伸强度和断裂伸长率均随NCC含量增加而增大,热稳定性也增强;当NCC含量增加到12%时,力学性能和热稳定性反而变差.添加不同含量NCC后,纳米复合薄膜的吸水率没有明显改变,透光率有所降低.