金属有机框架复合材料的制备及其性能研究

通过气态扩散作用,合成了MIL-101(Cr)@[Fe(HB(pz)3)2]、NH2-MIL-101(Al)@[Fe(HB(pz)3)2]和MIL-100(Al)@[Fe(HB(pz)3)2]3种MOFs材料@([Fe(HB(pz)3)2])复合物。采用红外光谱仪、原子吸收光谱仪、X射线衍射仪、物理吸附仪对3种MOFs材料@[Fe(HB(pz)3)2]复合物的组成、结构和性能进行表征测试。测试结果表明:[Fe(HB(pz)3)2]成功进入MOFs材料的孔洞中,形成了MOFs材料@[Fe(HB(pz)3)2]的复合物;MOFs材料的孔洞结构使[Fe(HB(pz)3)2]形成了一层保护外壁,从而使复合物的热稳定性和化学稳定性。经原子吸收光谱测试,可知MIL-101(Cr)@[Fe(HB(pz)3)2]、NH2-MIL-101(Al)@[Fe(HB(pz)3)2]和MIL-100(Al)@[Fe(HB(pz)3)2]中分别含有质量分数为8.11%,7.42%和1.64%的[Fe(HB(pz)3)2]。最后,对比分析了MIL-101(Cr)@[Fe(HB(pz)3)2]、NH2-MIL-101(Al)@[Fe(HB(pz)3)2]与[Fe(HB(pz)3)2]经多次转变后的颜色变化情况,实验结果表明,MOFs材料@[Fe(HB(pz)3)2]的复合物可应用到防伪包装材料之中。     

纳米纤维素的表面修饰及对聚乳酸膜的力学性能和阻隔性能的影响

本实验通过化学水解法从农林废弃物油茶果壳中提取出油茶果壳纳米纤维素（cellulose nanocrystals, CNC），经丁酸酐表面修饰获得丁酸酯化纳米纤维素（butyrated cellulose nanocrystals, BCNC）后，通过溶液浇铸法制备得到了BCNC/聚乳酸（PLA）复合材料，研究了CNC改性后的形貌及性能变化，以及BCNC对PLA力学性能、阻隔性能及透光率的影响。研究结果表明，经改性后，纳米纤维素的团聚现象得到改善并能稳定的分散在非极性有机溶剂中。在PLA复合材料中，BCNC对PLA有增强增韧的效果，添加5 wt%的BCNC时，PLA膜的拉伸强度提升了30.1%。添加5 wt%的BCNC，PLA复合膜的水蒸气透过率和氧气透过率分别下降了60.0%和35.0%，且仍具有较高的透光率。由于BCNC在基体中有更好的分散性和界面结合，对提升PLA力学性能和阻隔性能的效果均优于CNC。     

水溶性壳低聚糖快速制备的方法及其性能表征

针对天然壳聚糖不溶于水的特点,采用微波辅助下的H_2O_2/UV体系快速氧化降解壳聚糖,制备得到不同低分子质量的水溶性壳低聚糖,并对壳低聚糖的相对分子质量、分子结构和水溶性进行表征。实验结果表明,天然壳聚糖在微波辅助下的H_2O_2/UV体系中5 min内发生快速降解,制备得到的壳低聚糖在较宽的p H值范围内都具有良好的水溶性。FTIR结果表明,水溶性壳低聚糖的化学结构和功能基团与壳聚糖原料一致;XRD结果表明H_2O_2会对壳聚糖的结晶结构造成破坏,从而使壳低聚糖的水溶性得到提升;TG结果表明水溶性的壳低聚糖结晶区被破坏后,热稳定性变差。     

壳聚糖衍生物改性磷酸锆自组装纳米材料的 制备及抑菌性能研究

以α-ZrP为载体,通过微波辐射法,将3种水溶性壳聚糖衍生物羧甲基壳聚糖、N-三甲基壳聚糖季铵盐和N-对苯甲氧基甲基壳聚糖季铵盐插层进入α-ZrP层间,制备得到3种壳聚糖衍生物/磷酸锆纳米复合抑菌材料。通过红外光谱、X射线衍射、扫描电镜、透射电镜、电动电位分析和热重分析,对纳米复合材料的组成、结构和热稳定性进行表征。X射线衍射及电动电位分析实验结果表明:相较于α-ZrP,壳聚糖衍生物/磷酸锆纳米复合材料的层间距随着壳聚糖衍生物插层而明显增大,壳聚糖衍生物的正电性越强,复合材料的层间距越大,这表明壳聚糖衍生物与α-ZrP通过离子交换、氢键结合,已经成功地插层进入α-ZrP层间。热重分析结果显示复合材料的热稳定性较天然壳聚糖有显著提高。抑菌试验结果表明,复合材料对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌都具有很好的抑菌效果。     

油茶果壳中纳米纤维素的分离与成膜性能研究

以茶籽油生产过程中的废弃物——油茶果壳为研究对象,首先采用亚硫酸盐预蒸煮实现纤维素和木素、半纤维素等组分的分离,然后经酸水解得到油茶果壳纳米纤维素,最后压滤制备高强度透明薄膜。实验结果表明从油茶果壳中提取分离得到的纳米纤维素呈棒状,直径为6-10 nm,长度为300-500 nm,属于纤维素I型,结晶度为72 %,热分解温度为230 ℃;压滤制备得到的纳米纤维素薄膜,具有良好的透光度和拉伸强度,可用于制备高强度透明食品薄膜包装材料。     

纳米纤维素的表面修饰及对聚乳酸膜的力学性能和阻隔性能的影响

本实验通过化学水解法从农林废弃物油茶果壳中提取出油茶果壳纳米纤维素（cellulose nanocrystals, CNC）,经丁酸酐表面修饰获得丁酸酯化纳米纤维素（butyrated cellulose nanocrystals, BCNC）后,通过溶液浇铸法制备得到了BCNC/聚乳酸（PLA）复合材料,研究了CNC改性后的形貌及性能变化,以及BCNC对PLA力学性能、阻隔性能及透光率的影响。研究结果表明,经改性后,纳米纤维素的团聚现象得到改善并能稳定的分散在非极性有机溶剂中。在PLA复合材料中,BCNC对PLA有增强增韧的效果,添加5 wt%的BCNC时,PLA膜的拉伸强度提升了30.1%。添加5 wt%的BCNC,PLA复合膜的水蒸气透过率和氧气透过率分别下降了60.0%和35.0%,且仍具有较高的透光率。由于BCNC在基体中有更好的分散性和界面结合,对提升PLA力学性能和阻隔性能的效果均优于CNC。     

水溶性壳低聚糖抑菌性能研究

壳聚糖及其衍生物壳低聚糖均具有广谱抑菌性能,但相对分子质量对壳聚糖衍生物抑菌活性的影响仍存在分歧。选取几种不同相对分子质量的水溶性壳低聚糖对金黄色葡萄球菌（staphyloccocus aureus）、大肠杆菌（escherichia coli）和黑曲霉菌（aspergillus niger）进行抑菌实验,探究相对分子质量对壳低聚糖抑菌活性的影响。实验结果表明：相对分子质量对水溶性壳低聚糖的抑菌活性有一定影响,但无特定的变化规律,其中相对分子质量为2.00×103的壳低聚糖表现出相对较好的抑菌活性;壳聚糖及其壳低聚糖对金黄色葡萄球菌的抑菌活性最好,黑曲霉菌次之,对大肠杆菌的抑菌活性最差。 关键词：壳聚糖;水溶性壳低聚糖;相对分子质量;抑菌性能     

以TMAOH为添加剂制备高孔隙率纳米MIL-101(Cr)

为改进纳米MIL-101(Cr)的制备方法,采用水热合成法和改进的溶剂置换法,并在反应过程中添加四甲基氢氧化铵（TMAOH）,制备得到粒径均一、孔隙率较高的纳米MIL-101(Cr),并通过粉末X射线衍射（PXRD）、扫描电子显微镜（SEM）、热重分析（TG）、CHN元素分析以及N2吸附脱附实验,对纳米MIL-101(Cr) 进行了表征。实验结果表明：采用改进后的溶剂置换法洗涤产物,大大地缩短了后处理时间;当TMAOH的添加量为1 mmol,可制备得到粒径约为93 nm、BET比表面积约为3 500 m2/g的纳米MIL-101(Cr);经PXRD、SEM、TG、CHN元素分析以及N2吸附脱附实验可知产物不仅纯度高,而且具有极高的孔隙率。此方法可以简单、高效地制备纳米MIL-101(Cr),从而拓宽其应用范围。     

壳聚糖改性及其在造纸白水中的抑菌应用研究

壳聚糖经冰醋酸溶解、氢氧化钠碱性润胀和冷冻预处理后,利用有机溶剂对壳聚糖置换脱水,再与2,3-环氧丙基三甲基氯化铵(ETA)制备不同取代度的壳聚糖季铵盐;利用制备的壳聚糖季铵盐作为抑菌剂对造纸厂白水中常见的细菌(如大肠杆菌和金黄色葡萄球菌等)进行抑菌实验,并与常用抑菌剂进行比较,且将其与常用抑菌剂异噻唑啉酮复配,进行大肠杆菌和金黄色葡萄糖球菌抑菌效果实验。实验结果表明,通过用异丙醇对壳聚糖置换脱水,与空白样相比壳聚糖季铵盐得率提高14.3个百分点,产物得率最高可达到60.3%;从实际抑菌效果及生产成本考虑,最佳底物反应比例是n(壳聚糖)∶n(ETA)=1∶6;壳聚糖季铵盐也是一种广谱抑菌剂,在异噻唑啉酮中加入用量20%的壳聚糖季铵盐,具有最好的复配抑菌性能。     

改性纳米纤维素/聚乳酸复合材料的制备及性能

通过化学酸水解法从农林废弃物油茶果壳中提取出纳米纤维素(CNC),并利用丁酸酐对CNC进行表面修饰,获得了丁酸酯化纳米纤维素(BCNC),再通过溶液浇铸法制备了BCNC/聚乳酸(PLA)复合材料。研究了CNC改性前后的形貌、性能变化以及BCNC对PLA膜力学性能、阻隔性能和透光率的影响。结果表明,经改性后,纳米纤维素的团聚现象得到改善并能稳定分散在非极性有机溶剂中。与纯PLA膜相比,当BCNC质量分数为5%时,PLA膜的拉伸强度提升了30.1%,水蒸气透过率和氧气透过率分别下降了60.0%和35.0%,且膜的透光率保持在60%以上。