纤维素基气凝胶制备及其超疏水改性研究进展

随着工业化快速发展对能源需求的急剧增加,海上输油管线的泄露溢油和工业有机废水处理故障风险提高,溢油和工业有机废水泄露给海洋水体生态系统带来了巨大危害。为了应对这一海洋生态风险,开发绿色环保、低成本、高效的原油和有机污染物清除方法和材料意义重大。采用吸附材料处理有机污染物被认为是有效的方法之一。纤维素基气凝胶具有轻质、多孔、可生物降解和环境友好等特点,对其进行超疏水改性并应用于吸附处理原油和有机污染物泄露事故,具有较好的应用前景。本文综述了纤维素基气凝胶的制备及其疏水改性方法与试剂,并对纤维素基超疏水气凝胶材料的发展进行了展望。     

大豆分离蛋白制备过程中热处理及干燥方式对其热聚集行为和凝胶性能的影响

该研究以低温脱脂豆粕为原料,采用“碱溶酸沉”法收集大豆蛋白沉淀,对其进行分散、热处理和喷雾干燥或冷冻干燥制备获得大豆分离蛋白（SPI）。通过观察该产品的热聚集行为及其所成热致凝胶机械性能,考察热处理和干燥方式对所得产品凝胶性能的影响。结果表明,热处理使制得大豆分离蛋白多以聚集体的形式存在,导致其溶解性（pH值7.0）分别从79.9%和69.8%下降至35.2%和42.0%。相对于经过热处理制得的大豆分离蛋白,未经过热处理制得的大豆分离蛋白其差示扫描量热仪分析图存在78℃和98℃吸热峰;其分散液再次经历热处理后,分散液中蛋白的体积分数约从30%下降至20%,展现出进一步聚集并形成有序结构的趋势;对于质量分数为16%的喷雾干燥大豆分离蛋白（SD-SPI）和冷冻干燥大豆分离蛋白（FD-SPI）样品分散液所制备的凝胶,其断裂应力分别为10.80 kPa和12.50 kPa,显著高于对应HSD-SPI（经热处理）凝胶的3.69 kPa和HFD-SPI（经热处理）的4.36 kPa,但后两者硬度高于前两者。另一方面,干燥方式没有对所得大豆分离蛋白的凝胶性质产生显著的影响。可见,大豆分离蛋白制备过程...     

石墨烯气凝胶与传统香精吸附剂的对比

香精与人们的生活有着紧密的联系,具有消毒杀菌、改善环境、使人舒适的作用.香精与热、光、空气或金属污染物反应产生氧化、聚合、脱氢和热重排而导致物理化学性质发生变化,微囊包封固化或吸附剂表面吸附可以解决这些问题.石墨烯气凝胶具有较大的比表面积、柔韧性、热和化学稳定性,是目前被广泛研究的吸附剂.介绍了石墨烯气凝胶的制备方法和...     

RGO/CNTs/CNF柔性电极的制备及表征

本研究以纤维素纳米纤丝（CNF）为基底,氧化石墨烯（GO）、碳纳米管（CNTs）为活性物质,通过机械共混结合真空抽滤制备了GO/CNTs/CNF薄膜,经氢碘酸还原制得还原氧化石墨烯（RGO）/CNTs/CNF柔性电极材料（简称RCC电极）,并探讨了GO含量对RCC电极电化学性能的影响。结果表明,CNF能良好地分散GO和CNTs,氢碘酸能够有效地将GO还原为RGO,且随着GO含量的增加,RCC电极的电化学性能更优。当GO含量为30%时,在1 A/g的电流密度下,RCC电极的质量比电容为129.7 F/g,经过1000次充放电循环测试后,电容保留率仍维持在96.15%左右。     

石墨烯和碳纳米管二元复合导电剂对LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2锂离子电池性能的影响

主要以石墨烯(Gen)、碳纳米管(CNTs)及其二者的复合材料石墨烯/碳纳米管(Gen/CNTs)为研究对象,将其以不同的含量、比例添加在LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂中,制备了一系列软包电池。通过XRD、SEM、电化学性能等测试研究了不同导电剂与正极材料结合情况,以及导电剂含量配比对锂离子电池性能的影响。结果表明：电池的性能与导电剂含量密切相关,并且复合导电剂的性能优于单一导电剂。在石墨烯/碳纳米管比例相同的情况下,随着导电剂添加量增加,电池的内阻显著降低,放电容量、倍率性能、循环性能均得到改善。导电剂为1.5%Gen/CNT (3/7,质量比)时,0.2 C下放电比容量可达163.2 mAh/g,在5 C下放电比容量仍可达85.5 mAh/g,其循环性能也最好,1 C循环200次后,容量保持率可达103.12%。     

可视化普鲁士蓝纳米酶免疫亲和柱快速检测植物源性食品中氯吡脲

目的 建立快速检测植物源性食品中氯吡脲的可视化普鲁士蓝纳米酶免疫亲和凝胶柱的检测方法。方法 首先通过水热法制备了类过氧化氢酶性质的普鲁士蓝纳米粒子。其次,通过3-巯基丙酸衍生反应合成了氯吡脲半抗原,通过活泼酯法原理偶联合成氯吡脲完全抗原,通过免疫小鼠成功制备了氯吡脲多克隆抗体。最后,制备了普鲁士蓝纳米酶标记抗原、琼脂凝胶闭合胶体、抗体胶,组装了普鲁士蓝纳米酶可视化免疫亲和凝胶检测柱,建立了检测方法,测试了凝胶检测柱的特异性,检测了4种实际样品,得到方法检出限。结果 合成的普鲁士蓝纳米粒子呈立方体形状,分布均匀集中,粒径约为145.68 nm±12.00 nm,能够催化3,3’,5,5’-四甲基联苯胺(3,3’,5,5’-tetramethylbenzidine,TMB)和过氧化氢(hydrogen peroxide,H₂O₂)混合溶液显蓝色,具有类过氧化氢酶性质。制备的氯吡脲多克隆抗体半数抑制率(50%inhibiting concentration,IC50)为2.35 ng/mL,抗血清效价最高为1:72000倍。凝胶检测柱的最佳组装条件...     

适配体功能化的DNA水凝胶的制备及其在食品安全小分子快速检测中的应用

DNA水凝胶是具有三维聚合物网络的高保水性材料。研究人员设计了多种DNA水凝胶交联制备方法,并通过向其中引入其他功能分子或与其他类型的功能材料相互结合,构建了具有优异性能的DNA水凝胶,受到了广泛关注。适配体是基于指数富集的配体系统进化(systematicevolutionofligandsbyexponential enrichment,SELEX)技术从随机寡核苷酸文库中筛选获得的对目标物质具有良好特异性与亲和力的寡核苷酸序列。适配体功能化的DNA水凝胶具有靶向范围广、稳定性好、易于修饰、操作简单和成本低等优点,得到了广泛应用。本文概述了构建适配体功能化的DNA水凝胶的基本设计原则与分类,重点介绍了适配体功能化的DNA水凝胶在食品安全检测中的最新策略,最后,讨论了适配体功能化的DNA水凝胶面临的挑战以及对未来的展望,旨在为其在食品安全领域的应用提供参考。     

MoO2/石墨烯多尺度纳米复合材料构筑及其电化学性能

石墨烯具有导电率高、比表面积大以及机械性能优良等特性,因此在超级电容器领域具备极佳的应用前景,但纯石墨烯活性电极材料又面临着比容量相对较低的问题。文章通过一步水热法将零维(0D)二氧化钼(MoO₂)纳米点修饰在2D石墨烯纳米片上,组装形成3D多孔复合材料,实现了0D-2D-3D多尺度材料的构建,并研究了以其作为超级电容器活性电极材料的电化学性能。结果表明,在2 mV/s扫速下,该纳米复合材料的比容量高达499 F/g,显示出优越的容量特性。     

基于红外光谱法石墨烯材料官能团峰位的校准和准确测量方法研究

红外光谱法是表征石墨烯、氧化石墨烯和还原氧化石墨烯所含官能团种类最常用的方法,因此,红外光谱峰位的确定尤为重要,需要保证红外光谱仪在可靠状态下,通过一致测量方法进行测试.提出了采用聚苯乙烯标准物质对红外光谱仪进行线性校准的方法,通过优化实验参数确定了石墨烯材料的最佳测量条件,分析了测试结果不确定度来源及其量值评定.此研...     

不同维度纳米纤维素基复合材料的制备及其在储能器件中的应用

纳米纤维素是一种可持续的绿色纳米材料,独特的结构使其成为发展下一代高效、环保储能器件的新选择。采用原位聚合、共混、层层自组装等方法可将纳米纤维素与碳材料、导电高分子、无机纳米粒子、过渡金属氧化物等光电材料复合形成具有导电和储能效应的多功能纳米复合材料。本文对不同维度的纳米纤维素基复合材料的制备方法及其在储能器件中应用的最新研究进展进行了综述并介绍了纳米纤维素基复合材料在储能领域未来发展中亟待解决的问题和发展方向及重点。