纳米纤维素改性制备重金属离子吸附剂研究进展

随着化工行业的发展,重金属离子污染日益加剧,严重威胁人体健康和生态安全。纳米纤维素作为一种含量丰富的可再生纤维素材料,具有优异的机械性能、高比表面积以及化学可修饰性等优点,在吸附领域应用前景广泛。综述了纳米纤维素及其吸附剂的制备方法,主要有直接改性和接枝改性等。同时也介绍了其在重金属离子吸附方面的应用进展。指出了纳米纤维素基重金属离子吸附剂存在的问题,并展望了纳米纤维素吸附剂可行的改性方向。     

纤维素纳米纤维在食品包装领域的研究进展

目的 对纤维素纳米纤维的制备及其在食品包装领域的研究进行综述,以期为食品包装材料的发展提供理论支持。方法 总结近几年纤维素纳米纤维的不同加工制造方法,关注食品包装材料的气体阻隔性能、抑菌性能、紫外线阻隔性能、疏水性能和新鲜度监测性能等,阐明纤维素纳米纤维在食品包装中的研究进展。结果 可以通过化学法、化学法结合机械法和酶法等方法制备纤维素纳米纤维,但均存在产率低、能耗高、尺寸分布不均匀等问题。纤维素纳米纤维可以应用于气体阻隔、抗菌、防紫外线、疏水及智能包装材料,现阶段的纳米纤维制品很难兼顾多功能性。结论 纤维素纳米纤维食品包装材料有望取代石油基塑料包装,在食品包装领域具有较大的应用前景。     

细菌纤维素纳米复合物的研究进展

细菌纤维素是一种新型的生物材料,具有很多优良的性能,在伤口敷料、人造血管、人工皮肤及组织工程领域有着广阔的应用前景.近年来,国外研究者采用纳米复合技术对细菌纤维素进行了修饰,以赋予细菌纤维素新的性能.综合介绍了目前国外关于细菌纤维素纳米复合物的研究进展及其应用情况.     

TEMPO氧化纤维素纳米纤维的制备及应用研究进展

介绍了TEMPO氧化纤维素纳米纤维(TEMPO-Oxidized Cellulose Nanofibers,TOCNs)近年来的研究成果,探讨了TOCNs制备方面的研究进展,其中包括TEMPO氧化反应体系的进展,各种纤维原料的研究以及氧化纤维素均质处理过程各影响因素的探讨。将TOCNs的应用研究成果系统归纳为四大类,即复合材料,膜材料,纳米纸及其他应用。评述了其发展概况,并指出了该催化氧化体系存在的问题及今后的发展方向。     

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。     

离子液体辅助纳米纤维素吸附剂的制备及其吸附性能

以脱脂棉纤维素(Cellulose,Ce)为原料,以丙烯酸(AA)和丙烯酰胺(AM)为单体,使用酸性离子液体1-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐([Bmim]HSO₄)为溶剂和水解催化剂对纤维素进行水解和改性,然后对改性纤维素进行高压均质处理制备出纳米纤维素吸附剂(AA/AM-g-NC)。对AA/AM-g-NC的结构和性能进行表征,并以亚甲基蓝为吸附质研究了对AA/AM-g-NC的吸附性能。结果表明,离子液体辅助高压均质处理脱脂棉后得到纤丝交联网状结构的AA/AM-g-NC吸附剂。这种吸附剂的晶型保持了纤维素Ⅰ型结构,结晶度略有提高;AA/AM-g-NC吸附剂表面接有丙烯酸和丙烯酰胺官能团,对亚甲基蓝的吸附受pH值的影响且为自发放热过程,并符合Langmuir吸附等温式;吸附过程接近准二级动力学方程,由颗粒的内扩散和表面扩散共同控制。     

纳米纤维素的光电子性能及器件应用综述

纳米纤维素是一种近年来发展迅猛的具有胶体活性的材料,它具有携带可控电荷基团、化学活性高、光学活性高、质量轻、价格低及环境友好等特点,正在快速占领导电材料、显示器、传感器、晶体管、射频器件、发电机、发光二极管等光电子器件及关键材料领域的重要地位。目前,纳米纤维素在光电子材料器件的应用依然存在不少挑战,且纳米纤维素的光电子性能及其器件也未见报道。诸多科学问题和技术难点包括如何从纤维素出发赋予该种光电子新材料性能（胶体颗粒维度、化学基团、亲水性）、如何满足光电子器件结构加工对材料性能的要求、如何明确材料物理化学性质与器件制备的关联机制等需要总结和讨论。本文简单介绍了具有代表性的几种纳米纤维素的制备和特性,着重介绍了纳米纤维素的光电子特性,如光学透过性、光学干涉、散射、液晶手性特性等,列举和讨论了纳米纤维素在太阳能电池基板、智能响应反射涂层、光纤等领域的应用和存在的问题。本文有助于建立纳米纤维素关于制备、微观形貌特征、胶体颗粒尺度效应、关键物化特性和光电子器件性能之间的逻辑关系,可确定构建纳米纤维素相关的新器件结构的设计准则和理论根据,还可为纳米纤维素在乳液、薄膜、模板材料、储能器、电极、纸电...     

静电纺纤维素纳米晶体/壳聚糖-聚乙烯醇复合纳米纤维的制备与表征

通过探索纤维素纳米晶体（CNC）添加量对壳聚糖-聚乙烯醇（CS-PVA）基体性能的影响,为静电纺CNC/CS-PVA复合纳米纤维的制备提供理论支撑。以CNC、CS和PVA为原料,采用静电纺丝法成功制备不同CNC含量（质量分数）的静电纺CNC/CS-PVA复合纳米纤维,并通过SEM、TGA和FTIR等分析手段对CNC/CS-PVA复合纳米纤维的微观结构和性能进行了表征。结果表明：添加CNC后静电纺CNC/CS-PVA复合纳米纤维直径变大,表面变粗糙,力学性能和热学性能提高;随着CNC含量的增加,静电纺CNC/CS-PVA纤维的杨氏模量（E）和抗拉强度（σ）先增强后减弱,而外延起始温度继续上升。当CNC含量为3wt%时,静电纺CNC/CS-PVA复合纳米纤维力学性能最好,相比于CS-PVA复合纳米纤维,E和σ分别提高了43.9%和24.8%;当CNC含量为20wt%时,静电纺CNC/CS-PVA复合纳米纤维直径分布不均匀,可以观察到单根纤维表面存在少量的球状结构物质,同时外延起始温度达到328.83℃;FTIR分析得出,CNC与CS和PVA之间只存在分子间的相互作用而没有发生化学反应;随着溶液的酸性减弱,碱性增强,不同CNC含量的静电纺CNC/CS-PVA复合纳米纤维稳定性逐渐提高,而CNC含量对其稳定性影响不大。     

基于纤维素纳米晶体的刺激响应功能材料的研究进展

纤维素纳米晶体(cellulose nanocrystal, CNC)具备高强度、高模量、结构可控、易于表面修饰、生物相容性、生物可降解性,在刺激响应功能材料的设计组装过程中扮演着越来越重要的角色。作为一类具有"智能"行为的大分子体系,刺激响应功能材料在受到外部环境的刺激时,能够做出灵敏响应,体现出设定的相应功能,CNC的引入不仅能够调控其力学性能,表面存在的羟基、羧基也为丰富材料的刺激响应源提供了便捷途径。本文从CNC的化学结构切入,介绍了CNC的特性及其构建的刺激响应功能材料的合成思路,并以刺激"开关"为主线,重点介绍了基于CNC的水、pH、热、光单一或多重刺激响应功能材料的研究进展,最后指出,提高纤维素纳米晶体表面修饰改性效率,拓宽多重刺激响应性,实现高性能的基于纤维素纳米晶体的多重刺激响应功能材料的制备是未来该领域的研究重点。     

纳米纤维素负载金属纳米粒子复合材料的研究进展

纳米纤维素以其独特的形态特征,优异的机械强度、生物相容性和生物降解性在纳米材料领域得到了广泛的应用.其高比表面积和丰富的活性表面基团可以通过多种物理或化学方法负载纳米金属粒子,为此,综述了银、金、铜和氧化锌等纳米金属粒子在纳米纤维素上的负载方法,并介绍了此类复合材料在抗菌材料、传感器和催化剂等领域的应用.     

纳米纤维素发光材料研究进展

纳米纤维素发光材料不仅具有发光基团特有的光物理或光化学性能,还具备纳米纤维素的可生物降解、生物相容、环境友好等特性,拓展了功能化纤维材料的应用领域.根据制备方法,纳米纤维素发光材料可分为三类:纳米纤维素/碳量子点复合发光材料、纤维素发光碳量子点和纳米纤维素/荧光染料复合发光材料.纳米纤维素发光材料具有独特的光学特性及结...     

基于纤维素纳米纤维的电磁屏蔽材料研究进展

纤维素纳米纤维(CNFs)作为一种新型的一维纳米材料,具有来源广泛、长径比高、力学性能优异等特点。以CNFs为载体或增强相通过不同的方法可以制备出多种多样的电磁屏蔽功能复合材料,如气凝胶、薄膜和海绵等。本文基于电磁屏蔽的原理,综述了CNFs基电磁屏蔽材料的制备方法及研究进展,并比较了不同的CNFs基电磁屏蔽材料在结构和性能上的差异,最后对CNFs基电磁屏蔽功能复合材料未来的发展方向进行了展望。     

纤维素磁性纳米复合膜的研究进展

目的综述了纳米Fe3O4磁性粒子的制备方法和机理,找出纤维素磁性纳米复合膜的基本复合方法。方法比较分析沉淀法、水热反应法、微乳液法、溶胶凝胶法、高温分解法等制备纳米Fe3O4磁性粒子的优缺点。结果总结了纤维素磁性纳米复合膜研究和应用进展,并为今后纤维素磁性纳米复合膜的发展提出了建议和新思路。结论采用原位复合的方法制备纤维素磁性纳米复合膜是目前的研究热点,具有显著的意义和广阔的发展前景。     

聚乙烯醇/改性纳米纤维素晶体纳米复合薄膜的制备及性能

先用丁二酸酐对纳米纤维素晶体(NCC)进行表面羧基化改性,然后将改性NCC添加到聚乙烯醇(PVA)基体中制备PVA/改性NCC纳米复合薄膜,并进一步热处理制得交联PVA/改性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改性NCC的添加量对薄膜性能的影响,以及加热交联对薄膜性能的影响。结果表明,与纯PVA薄膜相比,添加改性NCC后,薄膜的起始分解温度升高、结晶峰向高温方向移动,吸水率基本不变,力学性能对环境湿度敏感;热处理交联后,薄膜的起始分解温度继续升高、结晶峰也向高温方向移动,吸水率显著降低,力学性能不随环境湿度变化。     

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。     

纤维素纳米纤丝增强聚合物纳米复合材料的研究进展

纤维素纳米纤丝具有优异的力学性能和天然的纳米网状结构,在其增强的聚合物复合材料中发挥了重要作用。本文综述了纤维素纳米纤丝增强亲水性聚合物(酚醛树脂、聚乙烯醇、淀粉等)及非亲水性聚合物(环氧树脂、聚乙烯、聚乳酸等)复合材料的加工制备与主要性能。针对纤维素纳米纤丝制备成本高、与非亲水性聚合物结合强度低等关键问题,提出了开展进一步研究的建议。     

纤维素纳米晶增强生物可降解复合纤维研究进展

纤维素纳米晶(CNC)具有高强度、高模量、生物可降解和优良的机械性能,常被用作生物可降解纤维的增强材料。介绍了CNC的来源、制备方法以及表面改性方法,根据近年来国内外对CNC增强生物可降解复合纤维的研究,总结了CNC对生物可降解复合纤维热性能、力学性能、吸水性和抗菌性的影响。     

干燥方式对再生纳米纤维素结构及性能的影响

用真空干燥、冷冻真空干燥、烘箱干燥和喷雾干燥4种方式对制备的再生纳米纤维素进行干燥处理,采用透射电镜、粒度分析、红外光谱分析、X射线衍射和热重分析等手段对干燥后再生纳米纤维素的结构及性能的考察。结果表明:喷雾干燥相对于其它几种干燥方式制备的再生纳米纤维素呈规则圆球状分布、分散性最好、粒径最小、粒径分布最窄,对再生纳米纤维素的分子结构和结晶度几乎没有影响,而且热稳定性也较高,是一种较好的干燥再生纳米纤维素的方式。     

纳米纤维素增强淀粉食品包装材料的研究进展

目的 为了解决纯淀粉材料力学性能低、脆性大等缺点,探索纳米纤维素对淀粉膜材料的影响,为食品包装材料领域和替代传统石油基的高分子材料方向提供新的思路。方法 通过跟进国内外纳米纤维增强淀粉相关研究和应用进展,概括3种纳米纤维素的性能,介绍淀粉食品包装材料未来将面临的挑战和机遇,重点分析纳米纤维素对淀粉膜性能的影响。结论 纤维素纳米纤维（CNF）、纤维素纳米晶（CNC）和微晶纤维素（MCC）对淀粉进行增强后,淀粉复合材料的力学性能、阻隔性能和热学性能均得到改善,纳米纤维素增强淀粉食品包装材料在未来食品包装领域将得到扩展。