TEMPO氧化细菌纤维素基纳米复合凝胶的结构及光催化性能研究

通过微波辅助溶剂热原位合成反应,制备了纳米硫化镉（CdS）颗粒负载量更高且光催化吸附降解性能更优的氧化细菌纤维素@纳米硫化镉（TOBC@CdS）复合凝胶材料。结果表明,在羧基的络合作用下,立方晶型纳米CdS团簇以类细胞感受器的形貌吸附在TOBC纤维非结晶区域,形成了较为稳定的有机无机杂化结构。可见光照射180 min后,TOBC@CdS纳米复合凝胶可有效光催化降解87.27%的亚甲基蓝（MB）;实验重复5次后,其光催化降解性能没有明显衰减。     

TEMPO氧化法制备罗布麻纳米纤维素纤维

以罗布麻韧皮为原料,通过TEMPO氧化法与超声波机械作用相结合的方式制备罗布麻纳米纤维素纤维.采用单因素试验研究氧化参数对罗布麻纳米纤维素纤维得率的影响,得到使罗布麻纳米纤维素纤维得率最高时各氧化参数的最佳设计值.TEM、FTIR和XRD结果表明:罗布麻纳米纤维素纤维为纤丝状,具有较高的长径比,平均直径分布范围为40～...     

TEMPO氧化纤维素/CdS纳米复合材料的制备与表征

分别对桉木浆纤维和棉浆纤维进行TEMPO(2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧化物自由基)氧化,并采用原位复合法,将TEMPO氧化后的桉木浆纤维和棉浆纤维与前躯体溶液CdCl2和Na2S进行反应,制备了TEMPO氧化纤维素/CdS纳米复合材料.利用原子吸收光谱(AAS)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和原子力显微镜(AFM)对纳米复合材料进行表征.结果表明,TEMPO氧化后的桉木浆纤维和棉浆纤维复合的Cd2+含量均较高,复合的CdS颗粒为立方晶型;TEMPO氧化桉木浆纤维上复合的CdS颗粒粒径为50～100 nm,TEMPO氧化棉浆纤维上复合的CdS颗粒粒径为50 nm左右.与TEMPO氧化桉木浆纤维相比,TEMPO氧化棉浆纤维上复合的CdS晶粒尺寸更小、分布更均一.     

木素对TEMPO氧化竹浆制备纳米纤维素的影响

以卡伯值不同的2种未漂硫酸盐竹浆(卡伯值为25.5和11.7的竹浆分别标记为SHK和SLK)为原料,通过TEMPO/NaBr/NaClO体系氧化及高压均质处理,制备了TEMPO氧化纳米纤维素(TOCN),并利用抽滤法制备TOCN膜。系统地研究了2种竹浆的TEMPO氧化过程、TEMPO氧化浆性能、TOCN性能及TOCN膜的力学性能等,探讨了木素对竹浆TEMPO氧化过程和TOCN制备的影响。结果表明,SHK的TEMPO氧化速率高于SLK,但SLK-TEMPO氧化浆的羧基含量达到1.01 mmol/g,高于SHK-TEMPO氧化浆的羧基含量(0.89 mmol/g)。2种TOCN形态结构差异不大,均呈纤丝状结构,直径约为5～8 nm,长径比>100,且均保持纤维素I的晶型结构;SLK-TOCN的结晶度和悬浮液的透光度均略高于SHK-TOCN。2种TOCN膜均具有优良的光学性能和力学性能,SLK-TOCN膜的杨氏模量、拉伸强度及裂断伸长率分别为2.6 GPa、92 MPa和10.9%,均高于SHK-TOCN膜的2.4 GPa、90 MPa和8.7%。     

纳米纤维素的氧化法制备工艺及其在气凝胶、水凝胶和膜材料领域的应用研究进展

本文综述了基于氧化工艺制备纳米纤维素的研究进展,包括利用2,2,6,6-四甲基哌啶氧化物(TEMPO)、NaIO₄、过硫酸铵、Fe²⁺和含氯体系制备纳米纤维素相关研究,并介绍了氧化纳米纤维素在气凝胶、水凝胶和膜材料等领域的应用研究进展。     

TEMPO氧化结合高压均质制备向日葵秸皮纤维素纳米纤维

以向日葵秸皮为原料,采用TEMPO/NaBr/NaClO氧化体系制备TEMPO氧化纤维素纤维（TOCF）,并进一步结合高压均质法获得羧基含量高、粒径尺度小且分散稳定性良好的TEMPO氧化纤维素纳米纤维（TOCNF）。使用透射电子显微镜（TEM）、傅里叶变换红外光谱仪（FT-IR）、X射线衍射仪（XRD）和热重分析仪（TGA）对其进行表征。结果表明,当NaClO用量为10 mmol/g时,TOCF的羧基含量达1.42 mmol/g;经8次高压均质后,TOCNF的长度和粒径显著减小,分布范围分别为100~250 nm和3~7 nm。TOCF的FT-IR谱图表现出明显的—COOH特征吸收峰,而TOCNF未出现新的特征峰,表明高压均质未改变其官能团。TOCF和TOCNF均保留了纤维素I型结晶结构,但与向日葵秸皮综纤维素相比,TOCF、TOCNF的结晶度与热稳定性均有所下降。     

TEMPO氧化纳米纤维素/壳聚糖涂布制备防油纸及其性能研究

本研究以未漂阔叶木浆为原料,在最适打浆度(70°SR)下制备定量为60 g/m²的防油原纸,通过表面涂布TEMPO氧化纳米纤维素(TCNF)和壳聚糖(CTS)的方法,提高纸张的防油性能,探究不同涂布量对纸张防油等级、耐热油性能、防溶剂性能、纸张物理性能的影响。结果表明,双层涂布TCNF和CTS,涂布量分别为2.5和1.4 g/m²时,纸张达到最高防油等级(12级),且纸张具有较好的耐热油和防溶剂性能,透气度0.003μm/(Pa·s),厚度为106μm。     

多巴胺接枝双醛纤维素纳米纤丝增强聚丙烯酰胺水凝胶性能的研究

本研究采用多巴胺（DA）接枝的双醛纤维素纳米纤丝（DA-OCNF）和丙烯酰胺（AM）制备复合水凝胶（DOCA）,并对水凝胶在空气中和水下的黏附性能进行了分析。结果表明,DA的引入有效提升了水凝胶的水下黏附强度,双醛改性后的OCNF改善了DA对水凝胶机械性能的影响。该策略充分发挥了双组分的优势,制备出内聚力和黏附力相平衡的高机械强度和黏附强度的复合水凝胶。当DA-OCNF的含量为1.0%时,DOC_1.0A的断裂伸长率、断裂强度相比DOC₀A分别提高了27.2个百分点和54.82 kPa,其在空气中和水中对钢铁的黏附强度分别达42.70和30.65 kPa。     

纳米纤维素复合导电水凝胶的制备及其在传感器方面应用的研究进展

纳米纤维素作为一种可持续、可生物降解的纳米材料,通常会被加入到导电水凝胶中以改善其性能。本文讨论了纳米纤维素在不同导电水凝胶中的应用,详细介绍了纳米纤维素复合导电水凝胶的优点及其在柔性传感器中的应用。最后,展望了纳米纤维素复合导电水凝胶在柔性传感器应用中面临的挑战和未来发展方向。     

纳米纤维素增强壳聚糖/聚乙烯醇水凝胶的制备及其性能研究

以壳聚糖(CS)与聚乙烯醇(PVA)为原料,氧化的纳米纤维素(O-CNWs)作为纳米填料和潜在的交联剂,采用瞬时凝胶法制备得到CS/PVA/O-CNWs水凝胶。氧化的纳米纤维素和制备出的水凝胶通过扫描电镜(SEM)、元素分析仪、红外光谱(FT-IR)、热重分析仪(TGA)和流变仪等先进的测试手段进行表征。结果表明:CNWs被高碘酸钠成功氧化;O-CNWs和CS成功交联形成了共价键;相比用纳米纤维素作填料的水凝胶,O-CNWs的加入提高了水凝胶734%的储能模量和581%的损耗模量,但是也相对降低了水凝胶的含水量和溶胀度;TGA分析表明O-CNWs的加入提高了水凝胶的热稳定性,初始分解温度和最大分解温度都有所提高,并且热解残余量减少。     

儿茶酚化纳米纤维素增黏水凝胶的制备及其性能研究

本研究采用自由基聚合技术,在室温下成功合成了具有优异拉伸和黏附性能的生物质基水凝胶。在室温下利用多巴胺对纳米纤维素进行改性得到PCNF,将其加入水凝胶体系中,有效提高了水凝胶的机械性能（断裂应变1 250%和断裂应力82.0 kPa)。同时,利用儿茶酚基团的可逆氧化还原反应,赋予水凝胶较好的黏附性。结果表明,复合水凝胶在金属铁上的黏合强度高达22.50 kPa。此外,该水凝胶组装的应变传感器表现出良好灵敏度（GF=2.768）、宽线性应变范围（高达500%,R²=0.99）、较好的响应时间（300 ms）和良好的稳定性。     

纳米纤维素的制备及其在水凝胶领域的应用研究进展

纳米纤维素基水凝胶是一类将纳米纤维素和高分子聚合物有机结合的复合水凝胶,具有优异的吸水性、保水性,良好的力学性能、生物相容性和生物降解性,已被证明是具有广泛应用前景的功能性高分子材料。本文主要综述了纳米纤维素制备方法（如物理机械法、化学法、生物法和混合法）、纳米纤维素基水凝胶常用制备方法（包括物理交联法和化学交联法）及其应用领域（如食品包装、生物医药、污水处理和能源电子等）;最后通过对现有研究归纳总结,探讨当前影响纳米纤维素基水凝胶发展的主要问题,从性能、改性方法和应用领域等方面对纳米纤维素基水凝胶研究发展进行展望,以期为新型纳米纤维素基水凝胶的快速发展提供参考。     

多功能纳米纤维素基水凝胶伤口愈合材料的研究进展

纳米纤维素具有良好的生物相容性和无毒性,基于纳米纤维素的新一代水凝胶伤口愈合材料研究逐渐成为热点,但用纳米纤维素制备水凝胶伤口愈合材料面临诸多挑战,如愈合材料的自愈合、促细胞增殖、抗菌和可注射性能的提高等。本文对纳米纤维素基水凝胶伤口愈合材料以上性能的提高研究进行了综述,重点讨论了纳米纤维素经改性、交联、复合等技术制备纳米纤维素基水凝胶的过程与方法,总结了合成机理并展望了纳米纤维素基水凝胶伤口愈合材料多功能化的发展趋势。     

纳米纤维素改性阳离子聚丙烯酰胺乳液及其絮凝性能研究

为提升阳离子乳液聚合物絮凝性能,采用纳米纤维素对阳离子聚丙烯酰胺乳液功能化改性,并深入探究了纳米纤维素功能改性对阳离子聚丙烯酰胺乳液性能的影响。采用扫描电子显微镜、激光粒度仪、傅里叶变换红外光谱仪、核磁共振光谱仪和差热-热重分析仪对纳米纤维素改性阳离子聚丙烯酰胺乳液结构进行了全面的表征;并对制备的功能型絮凝剂进行造纸废水和含油污水絮凝性能分析。结果表明,当纳米纤维素用量为2%、改性阳离子聚丙烯酰胺乳液用量为26 mg/L时,造纸废水COD_Cr去除率达92%~93%,固体悬浮物SS去除率达90%~91%;当改性阳离子聚丙烯酰胺乳液用量为4 mg/L时,海上油田含油污水脱油率为96.8%。     

大豆种皮纳米纤维素水凝胶制备工艺优化及性能分析

采用 Box-Behnken响应面法优化大豆种皮纳米纤维素水凝胶的最佳制备工艺,并表征其结构和性能。在单因素实验基础上,以纳米纤维素水凝胶的最大应力为考察指标,选取3因素3水平的响应面法优化制备工艺;采用傅里叶红外变换光谱、X射线衍射、扫描电子显微镜、紫外分光光度计等对其结构和性能进行表征。最佳纳米纤维素水凝胶的制备工艺为：凝胶温度191 ℃、冷冻时间102 h、无水CaCl₂浓度7%,在此条件下纳米纤维素水凝胶的最大应力的实际值为84.11 kPa,与预测值83.7 kPa相近。大豆种皮纳米纤维素/海藻酸钠/无水氯化钙（SCNFs/SA/CaCl₂）水凝胶内部呈现均匀的三维网状结构,并且表现出良好的拉伸性（断裂伸长率220%）、良好的机械强度（83.97 kPa）、透光率（82%）和导电性（1.58 S/cm）,并且水凝胶经过5次循环拉伸仍具有良好的机械强度,表现出良好的抗疲劳性,增加了水凝胶的使用寿命。本文为制备一种强韧、透明、导电和抗疲劳的纳米纤维素水凝胶提供了一种新的方法。     

聚丙烯酰胺/聚氨酯耐压缩水凝胶的研究

本研究介绍了聚丙烯酰胺（PAM）/聚氨酯（PU）耐压缩水凝胶的制备工艺。对水性PU和丙烯酰胺（AM）添加量的影响进行了系统研究,探究了不同PAM/PU水凝胶的耐压缩和抗溶胀性能,并探讨了其在关节软骨替代品中的应用潜力。结果表明,制备的PAM/PU水凝胶具有优异的耐压缩性能、回弹性及韧性。当AM水溶液质量分数为35%、PU（以固含量30%的PU乳液体积计）添加量为4 mL时,制备的AM65PU4 gel的耐压缩性能最优异,最大压缩率可达69%,压缩强度为2.1 MPa。此外,PAM/PU水凝胶显示出良好的抗溶胀性能,AM65PU4 gel去离子水中的平衡溶胀率为15%,碱性条件下为212%,酸性条件下为9%,适合用作关节软骨替代品植入人体,并长期稳定地发挥作用。     

基于紫草素@纳米纤维素/阳离子瓜尔胶的智能比色试纸及其在鸡胸肉新鲜度检测方面的应用

以紫草素（SKN）为显色指示剂,TEMPO氧化纤维素纳米纤维（TOCN）/阳离子瓜尔胶（CGG）水凝胶改性滤纸为基材,制备智能比色试纸。分析了不同干燥处理方法对智能比色试纸表面形貌、机械性能、水接触角、水解率、溶胀率及试纸中SKN稳定性的影响。结果表明,冷冻干燥法制备的智能比色试纸具有疏松的多孔结构,水解率最低;SKN在智能比色试纸中可以稳定保留。将智能比色试纸用于鸡胸肉样品新鲜度的检测,结果表明,鸡胸肉样品在4 ℃下储存5天后,挥发性盐基氮达17.354 mg/100 g,表现为不新鲜,相应地,智能比色试纸从初始的粉红色变为暗粉色,8天后变为紫红色,表明智能比色试纸可实时反映鸡胸肉的新鲜度。     

木质生物质基黏附水凝胶的研究进展

木质生物质作为储量最丰富的生物质资源,因具有可再生性、良好的生物相容性和生物可降解性等特点而在众多研究领域备受瞩目。木质生物质通过改性构建的黏附水凝胶除具有上述特性外,还被赋予了高强度、高韧性、抗菌或抗紫外线等特殊功能,使其在生物医学、传感等领域具有广泛的应用前景。本文围绕木质生物质基黏附水凝胶的网络构筑方式,从共价键、非共价键和动态可逆键三方面介绍了不同木质生物质基黏附水凝胶的特点与形成机理,并综述了其在伤口修复、智能可穿戴设备和食品等领域的最新应用进展。最后,对木质生物质基黏附水凝胶的发展前景和所面临的挑战进行了展望。