纳米纤维素材料在功能膜材料中的应用研究进展

功能(薄)膜材料是具有光电、磁性、吸附、分离、刺激响应等性能的一类产品,有十分广阔的市场需求和应用前景.然而功能膜的原料多以不可再生的石油资源为原料,这一缺点限制了其发展和应用前景,因此迫切需要开发具有绿色可再生特点的替代品以满足其发展需求.纳米纤维素材料(包括通过化学方法对其进行修饰的纳米纤维素衍生物)是随着纳米技术的发展应运而生的最有潜力的绿色可再生材料之一,在提高功能膜材料性能和促进其可持续发展中扮演着重要的角色.纳米纤维素材料目前在食品工业、水处理行业、新能源领域、电池制造等产业的功能膜中应用广泛.其在这些功能膜中的作用和优势主要体现在以下几方面:首先,具有高结晶度、比表面积和机械强度的纳米纤维素材料通常被当作纳米填料与功能膜基体混合,以起到增强力学性能的作用,根据需求还可以使用不同尺寸、不同形貌或不同表面改性的纳米纤维素材料以提高其与基体的结合强度,从而帮助功能膜达到理想的力学性能.其次,纳米纤维素材料由于本身具有良好的成膜性,可作为功能膜的基体材料.除了单独成膜外,纳米纤维素材料也可以与其他材料复合成膜,尤其可以和其他生物质材料制成表面平滑、阻隔性能良好的生物膜材料,在包装膜应用领域有着极大的潜力.再者,纳米纤维素的高吸水性、溶胀性和一定的吸附性能对需要一定液体的润湿性功能膜(如超滤膜)性能的改善有很大的帮助.最后,纳米纤维素材料由于稳定的结构、表面改性的多样性以及良好的生物相容性的优点,可以作为良好的载体材料及骨架材料与具有特殊功能性(如光电、磁性、响应性等)的材料结合,制备具有应用价值的功能膜材料,使得纳米纤维素材料在导电膜、电池隔膜和其他功能膜中发挥越来越重要的作用.相较于传统功能膜材料,纳米纤维素材料的引入将会为功能膜在提高性能、降低成本、增加生物相容性和促进绿色环保方面带来新的活力和生机.基于此,本文在大量文献的基础上,总结了纳米纤维素材料在包装膜、超滤膜、导电膜、电池隔膜和其他功能膜材料中的应用研究进展,分析了纳米纤维素材料在不同功能膜中的作用机理和应用优势,对纳米纤维素材料在功能膜材料中的进一步应用进行了展望.     

功能纳米材料在石油开采中的应用进展

评述了功能性纳米材料在石油开采领域中的应用现状和进展;介绍了纳米材料的分类、制备方法、作用机理及现场应用效果等,并总结了功能性纳米材料在石油井采等应用过程中存在的问题。指出纳米材料具有明显有别于传统材料的特异物理化学性能,如高表面能、小尺寸、大比表面积、高晶界原子比率等。功能性纳米材料在石油开采等领域显示出广阔的应用前...     

纳米纤维素在气体阻隔包装材料中的应用进展

目的介绍纳米纤维素在包装中的应用与国内外的研究现状,阐述纳米纤维素在改善包装材料气体阻隔性能方面的作用机理、作用方式及作用效果,并对纳米纤维素在气体包装材料领域中的应用前景进行展望。方法归纳整理国内外文献,简单介绍纳米纤维素的基本性能和制备,以及纳米纤维素复合材料的制备方法,并重点整理分析纳米纤维素复合材料在阻隔包装材料领域的应用与进展。结果纳米纤维素具有来源广泛、可降解、可再生以及高结晶度等优良特性,在包装材料中加入纳米纤维素可以显著提高包装材料的气体阻隔性能。结论随着对纳米纤维素研究的不断深入,纳米纤维素在气体阻隔包装材料中的应用会越来越广泛。     

功能纳米材料在石油开采中的应用进展

评述了功能性纳米材料在石油开采领域中的应用现状和进展;介绍了纳米材料的分类、制备方法、作用机理及现场应用效果等,并总结了功能性纳米材料在石油开采等应用过程中存在的问题。指出纳米材料具有明显有别于传统材料的特异物理化学性能,如高表面能、小尺寸、大比表面积、高晶界原子比率等。功能性纳米材料在石油开采等领域显示出广阔的应用前景。     

纳米纤维素的制备及在生物医药领域应用研究进展

纳米纤维素是从天然纤维素中提取的一种独特且具有应用前景的天然材料,由于具有可再生性、良好的生物相容性、优异的机械性能以及可改变的表面化学性质,纳米纤维素已成为材料科学和生物医学工程等领域的研究热点。介绍了纳米纤维素的分类、制备以及在生物医药领域的潜在应用,并对其发展前景进行了展望。     

纳米材料在涂料中的应用

纳米材料是近年发展起来的一种新型高性能材料，认识这种材料的性能和拓展其应用领域，是许多材料工作者非常感兴趣的课题，着重介绍了年年来国内外有关钠米材料在涂料中的应用和研究开发情况，并对其方向提出了一些建议。     

纳米纤维素的应用研究进展

纳米纤维素是一种新型的天然高分子材料,具有高结晶度、高强度等特殊的理化性质和优良的机械性能,其应用范围将越来越广泛。主要综述了纳米纤维素在酶固定化、生物传感、生物成像、医药及造纸工业等方面的应用,并对其发展前景进行了展望。     

纤维素纳米晶材料研究进展

纤维素纳米晶来源广泛,制备方法简单,是环境友好型的生物高分子材料,同时具有高结晶度、高弹性模量和高强度等优异性能,是一种新型的增强材料。综述纤维素纳米晶的性质、制备方法以及在各领域中的应用,并对今后纤维素纳米晶作为增强材料与生物质材料复合,制备安全无污染材料做出了展望。     

纳米纤维素基传感器的制备及其应用研究进展

可再生纳米纤维素近年来备受关注,纳米纤维素的优势在于来源广泛、制备方法多样、可生物降解、安全无毒、高比表面积、较高强度、较低密度和良好的热稳定性等.本论文主要针对纳米纤维素的制备方法、基于纳米纤维素制备的2D膜材料传感器与3D凝胶材料传感器的应用研究进展进行分析,重点介绍了纳米纤维素基传感器在接近传感、pH传感、电化学...     

纳米银的制备及应用研究进展

纳米银具有独特的热、光、电、磁、催化和敏感等特性,具有广阔的应用前景,是金属纳米材料研究的热点.阐述了制备纳米银的方法,包括化学还原法、光化学还原法、模板法、溶胶-凝胶法、微乳液法、激光烧蚀法等,列举了纳米银在化学反应、光学领域、抗菌领域和作为抗静电材料的主要应用,简述了纳米银制备过程中存在的不足,展望了纳米银合成研究的发展趋势.     

分形在纳米材料科学中的应用及发展趋势

随着分形理论的发展,其在材料科学中的应用日益广泛,而在纳米材料的研究中,分形理论显示出优越性.概述了分形的概念和分形学的发展,介绍了近年来分形理论在纳米材料研究方面的一些应用,重点讨论了分形理论在薄膜材料生长机理及性能表征、粉体材料、纳米碳管、纳米复合材料、纳米晶须等方面的应用,并展望了分形理论在纳米材料科学中的发展趋势.     

功能型聚丙烯酸酯/无机纳米复合皮革涂饰剂的研究进展

随着现代技术的飞速发展以及高新技术向皮革产业的渗透,传统的聚丙烯酸酯涂饰剂不足以满足功能化的需求。而聚丙烯酸酯/无机纳米复合皮革涂饰剂具有卫生、耐黄变、抗菌、防水、抗紫外等一系列优异性能,成为当前的研究热点。基于当今产业背景下的发展需求,综述了聚丙烯酸酯/无机纳米复合皮革涂饰剂的制备方法和性能特点,并对其发展前景进行了展望。     

碳纳米管构成的二维和三维碳纳米材料的研究进展

碳纳米管(CNTs)可以构成水平排列、垂直排列膜以及多种三维结构碳纳米材料.介绍了 CNTs构成的二维和三维碳纳米材料的分类,综述了其制备方法和应用的研究进展,探讨了该研究领域需要解决的问题以及今后可能的发展前景.     

泥炭藓纳米纤维素的制备及其在海藻酸钠复合膜中的应用研究

目的 选取泥炭藓作为苔藓植物门的代表植物,探讨以泥炭藓为原料制备纳米纤维素的可行性,考察制得的泥炭藓纳米纤维素在海藻酸钠复合膜中的应用性能,拓宽苔藓化学内含物的应用范围。方法 采用烧碱法提取泥炭藓中的纤维素成分,通过硫酸水解法将提取到的纤维素转化为纳米纤维素。采用FTIR、XRD、热重、动态光散射、SEM及TEM技术对制备的泥炭藓纤维素(Sph-C)和泥炭藓纳米纤维素(Sph-NC)进行表征,检测制备的Sph-NC/海藻酸钠复合膜的力学性能。结果 FTIR分析显示,碱处理能够有效去除泥炭藓中的非纤维素杂质;XRD检测显示,Sph-C和Sph-NC中纤维素晶型均为纤维素I;热重分析显示,Sph-NC的热稳定性降低、固体残留率有所增加;TEM观察显示Sph-NC直径约为21.5 nm,属于纳米材料尺寸范畴。将Sph-NC用于海藻酸钠复合膜的制备,可将复合膜的抗张指数和耐破指数分别提高21.2%和15.7%。结论 泥炭藓可作为纤维素来源,用于制备纳米纤维素,制得的Sph-NC对海藻酸钠复合膜具有补强作用。     

纳米材料增强复合钎料的研究进展

综合评述了纳米材料增强复合钎料的研究与应用现状。首先介绍了纳米材料增强复合钎料的制备方法,讨论了机械混合法与原位合成法的工艺及特点,然后分别从金属颗粒、氧化物或其他化合物及碳纳米材料3个方面来介绍纳米材料对复合钎料微观组织及性能的影响。重点指出了具有优异性能的碳纳米管与石墨烯材料增强复合钎料的研究进展,并对其发展趋势进行分析和展望。     

纳米食品保鲜膜研究进展

目的 综述纳米材料及其制备纳米保鲜膜,以及其在食品保鲜中研究和应用现状。方法 介绍常用纳米包装保鲜膜中常用的纳米材料,包括ZnO纳米粒子、TiO₂纳米粒子、SiO₂纳米粒子、介孔SiO₂纳米粒子、Ag纳米粒子,以及纳米保鲜膜制备方法。结果 在传统膜或保鲜膜中添加纳米粒子,可以有效改善膜的力学性能、阻隔性能及抑菌性能,可有效延长食品货架期和贮藏保鲜期。结论 与传统膜相比,纳米膜在食品包装保鲜具有优异特性,具有巨大应用潜力。然而,如何改善光催化等纳米薄膜应用的局限性需要进一步研究。     

光电功能晶体材料研究进展

光电功能晶体,包括激光晶体、非线性光学晶体、电光晶体、介电体超晶格、闪烁晶体和PMN-PT驰豫电单晶等,在高技术发展中具有不可替代的重要作用。近年来,我国在这些重要晶体材料的生长、基础研究和应用方面都获得了很大成绩。综述了光电功能晶体材料研究和应用的部分进展。在此基础上,提出进一步发展晶体理论,扩大理论的应用范围,注重晶体生长基本理论研究,发展新的晶体生长方法和技术,加强晶体生长设备研制,加强晶体从原料到加工、后处理、检测及镀膜等全过程的结合等建议,以全面提高我国光电功能晶体研究发展及其产业化水平。