载钯细菌纤维素纳米纤维的制备及表征

以细菌纤维素为原料载体,硼氢化钾为还原剂,采用水热还原法制得载钯细菌纤维素纳米纤维(Pd/BCF)。通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、原子力显微镜(AFM)、X射线衍射(XRD)、能量色散X射线分析(EDX)、傅里叶变换红外光谱学(FT-IR)和热重分析仪(TGA)表征手段,研究了载钯细菌纤维素纳米纤维材料的微观形态、结晶度、组成成分以及热稳定性,均达到了相对理想的效果。反应3h后,钯纳米颗粒(PdNPs)在纤维上均匀分布,粒径约55nm。纳米纤维上Pd单质载量约19.40%,且Pd/BCF材料热稳定性较高,能承受250℃的高温。     

碳化细菌纤维素的理化性质及其在甲醇电催化中的应用

对在实验室发酵制备的细菌纳米纤维素(BC)分别进行烘箱干燥和冷冻干燥,然后对其高温碳化，系统地研究了碳化细菌纤维素(CBC)的微观形貌、元素组成以及晶体结构等理化性质随碳化温度的变化。结果表明，烘箱干燥的BC失去了纳米纤维结构，而冷冻干燥可防止纳米纤维堆叠而使其保持三维结构。还以CBC碳纳米纤维为导电载体负载金属Pt制备CBC基复合材料并将其用于甲醇电催化，研究了CBC基复合材料的电化学性能与其微纳结构和化学组成之间的内在联系。     

钯纳米颗粒的制备及对乙醇氧化的电活性

以酸化处理后的多壁碳纳米管(MWCNT)为载体,采用水热法,用甲醛还原Pd2+-EDTA络合物,制得MWCNT负载的纳米钯催化剂(Pd-EDTA/MWCNT)。扫描电镜(SEM)显示,纳米钯颗粒在MWCNT载体上有较好的分散度。利用循环伏安(CV)、线性扫描(LSV)和计时电流法(CA)法,研究了碱性溶液中Pd-EDTA/MWCNT催化剂对乙醇氧化的电活性。结果表明,与采用碳粉(Vulcan XC-72)为载体的催化剂相比,Pd-EDTA/MWCNT催化剂对乙醇的电化学氧化具有较高的阳极氧化峰电流和较好的稳定性。     

细菌纤维素负载TiO_2用于DDNP废水光催化降解研究

细菌纤维素(BC)是一种环保可再生的生物材料,其具有很强的机械性能,很好的化学稳定性以及低廉的价格等优点。选用细菌纤维素为载体制备出具有优异形貌的TiO2/BC杂化纤维。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR),X射线光电子能谱(XPS)等对负载型TiO2的结构及形貌进行表征。最后通过测试杂化纤维对DDNP(二硝基重氮酚)废水的光催化降解效率和重复使用率评价其光催化性能。结果显示了该杂化材料对DDNP废水具有优异的光催化降解性能。     

细菌纤维素增强聚羟基丁酸酯复合材料的制备及性能

利用细菌纤维素(BC)作为增强材料,采用溶液浸渍法制备了细菌纤维素/聚羟基丁酸酯(PHB)复合材料,并利用红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)及力学性能测试对细菌纤维素/聚羟基丁酸酯复合材料的特征进行了研究。结果表明,PHB可以较好地渗透进入BC三维骨架中形成复合材料;在复合材料中PHB和BC的结晶特征均没有发生根本改变,只是随着PHB含量的增加,其特征衍射峰强度变大、半峰宽变小;力学性能测试显示BC能够有效增强PHB的力学性能,复合材料的断裂强度可达91MPa,断裂伸长率为7.9%,冲击强度为47.8 J/m2,较纯PHB分别提高了310%、75%和140%,其杨氏模量约为1.18 GPa,提高了约100%。由于PHB和BC均是生物材料,这种复合材料在骨组织工程中有望获得应用。     

静电纺丝法制备细菌纤维素纳米纤维

利用静电纺丝技术,以实验室自制的细菌纤维素(BC)为原材料,选择室温离子液体1-烯丙基-3-甲基咪唑氯化物(AMIMCL)为溶解体系,制备出细菌纤维素纳米纤维。实验中通过添加助溶剂N,N-二甲基甲酰胺(DMF)降低纺丝液的粘度,并设计了转动的滚筒收集器,考察了BC质量分数、DMF的添加量、电压、固化距离等因素对静电纺丝的影响,利用光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)以及X射线衍射(XRD)对纺丝进行分析。研究表明,在BC质量分数为5%、AMIMCL与DMF的质量比为1∶2.5、电压为23kV、固化距离为12cm、环境湿度为60%～80%的条件下能够制备出连续的、直径为500～800nm的细菌纤维素纳米纤维;BC的晶体结构为纤维素Ⅰ型,而BC经离子液体溶解并静电纺丝后其结构转化为纤维素Ⅱ型。     

碳化细菌纤维素包裹铜的制备及电化学催化性能的研究

以硫酸铜为铜源,细菌纤维素(BC)为碳源,通过原位还原和高温热解的方法制备了碳化细菌纤维素包裹铜纳米粒子(CBC/Cu)。利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、X光电子能谱(XPS)、拉曼光谱仪(Raman)对结构和微观形貌进行了表征。用CBC/Cu修饰的玻碳电极作为工作电极,用循环伏安法测试对硝基苯酚在碱性水溶液中的电化学行为,与裸玻碳电极相比较,结果表明该修饰电极具有良好的电化学催化性、高稳定性和重现性。     

钯纳米颗粒在不同碳质材料上的自发沉积与电活性

在无还原剂存在下,氯化钯在Vulcan XC-72碳粉(C)、多壁碳纳米管(MWCNT)和碳球(CM)等碳质材料表面上自发还原为金属钯,从而得到相应的钯纳米颗粒(Pd-C、Pd-MWCNT和Pd-CM)。用阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)对这些碳质材料修饰后,采用同样的自发还原方法分别制备出Pd/CTAB-C、Pd/CTAB-MWCNT和Pd/CTAB-CM催化剂。结果表明,CTAB修饰后的MWCNT明显增加了钯纳米颗粒的自发沉积量,粒径大约为9 nm,而在MWCNT上沉积的纳米Pd粒径为19 nm。Pd/CTAB-MWCNT在碱性条件下对乙醇氧化的电流密度达到44.2 m A·cm-2,与其他碳载体负载的Pd纳米催化剂相比,对乙醇氧化具有强而稳定的电催化活性。     

电喷射技术制备微/纳米纤维素及其性能研究

以海南椰子水为主要培养体系,木醋杆菌为菌种,通过添加蔗糖,生物合成了细菌纤维素(BC)。通过添加离子溶剂[BMIM]Cl和助纺剂聚乙烯醇(PVA)考察该纤维素在电喷射技术下的纺丝性能,并采用FT-IR、XRD和SEM对产物的性能进行了表征。结果表明:所制得的BC数均分子量Mn为335673,重均分子量Mw为347662,硫酸水解后的结晶指数为97%。电纺离子溶剂[BMIM]Cl溶解的BC只能得到粒径在150~400nm之间的纳米纤维素颗粒,但是电纺BC/PVA混合溶胶可得到平均直径在250~400nm之间光滑复合纤维。单一的BC不能纺丝,但是它可以以纳米晶体方式分散在PVA纳米纤维中。     

Pd/PANI纳米纤维的液相合成及其对乙醇的电化学行为

以苯胺为单体、PdCl₂为金属前驱体、过硫酸铵为氧化剂,在避光条件下液相化学氧化合成Pd/PANI纳米纤维,用XRD、FESEM、TEM、SAED、HRTEM、FT-IR和UV-vis等手段对其表征,研究了 Pd/PANI纳米纤维修饰玻碳电极对乙醇的电化学行为。结果表明,Pd/PANI纳米纤维的平均直径为20 nm,长度为500 nm;平均直径为6 nm的纳米Pd颗粒单分散分布在PANI纤维中;Pd/PANI纳米纤维修饰电极的ECSA值为54.76 m²/g_Pd,是商用Pd/C催化剂(6.08 m²/g_Pd)的9倍,其j_f/j_b值为1.192。     

具有三维网状结构的石墨相氮化碳/还原氧化石墨烯/钯复合材料的合成及可见光催化性能

石墨相氮化碳(g-C_3N_4)已经被认为是一种高效的非金属半导体光催化剂。为进一步优化其光催化性能,通过热解-水热两步法制备了三维网状结构的g-C_3N_4/还原氧化石墨烯(rGO)/钯纳米颗粒(Pd NPs)复合材料。该复合材料由大量超薄片组成,而且薄片上有大量直径约为10nm的Pd NPs。g-C_3N_4/rGO/Pd NPs复合材料展现了一个宽的可见光吸收(边~460nm),其在460~800nm波长范围内还有一个随波长增加的光吸收。经可见光(λ400nm)照射140 min后,g-C_3N_4/rGO/Pd NPs复合材料可降解90%罗丹明B(RhB)。此外,循环实验表明g-C_3N_4/rGO/Pd NPs复合材料具有良好的稳定性。因此,g-C_3N_4/rGO/Pd NPs复合材料有望成为一种高效稳定的光催化剂,在水污染处理领域具有潜在的应用价值。     

细菌纤维素/碳纳米管柔性纳米复合膜的制备及其导电性能研究

以细菌培养生成的细菌纤维素(BC)为基材,碳纳米管(CNTs)为导电填充物,通过简单的物理吸附法制备出了BC/CNTs纳米复合膜。利用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外变换光谱仪(FT-IR)、热重分析仪(TG)和四探针测试仪(FPT)对其形貌、结构、热学以及导电性能进行了表征。结果表明:CNTs均匀负载在BC膜上,CNTs的掺入使BC膜的热学性能得到很大改善;同时制备出的柔性纳米复合膜在不同弯曲角度下均具有很好的导电性能,导电率为0.32±0.003S/cm,且性能稳定。这表明合成的纳米复合膜可作为柔性基材在生物传感器、超级电容器及其锂电材料等领域得到很好应用。     

钯/聚苯胺复合团簇的可见光辅助溶致液晶模板合成及对乙醇的电催化EI北大核心CSCD

构建盐水、环己烷、表面活性剂和助表面活性剂四元体系,采用可见光辅助溶致液晶模板法制备钯/聚苯胺(Pd/PANI)复合团簇,用FESEM、TEM、SAED、PXRD、FT-IR、UV-vis等技术进行了表征,并研究了Pd/PANI复合团簇对乙醇的电化学性能。结果表明,Pd/PANI复合团簇的平均粒径为412nm,呈单分散性,Pd纳米粒子的粒径为(21±1)nm,以聚集体形式分散在PANI基体中;Pd/PANI复合团簇对乙醇展示了良好的电催化活性、抗中毒性和电化学稳定性。     

Pd/PMo12-GN复合膜的制备及其对甲酸氧化的电催化性能

以紫外光还原法将氧化石墨(GO)还原成石墨烯(GN), 同时将磷钼酸(PMo₁₂)修饰到石墨烯上, 形成磷钼酸功能化的石墨烯PMo₁₂-GN, 并以此为基底利用电化学还原法制备了Pd/PMo₁₂-GN复合膜催化剂。运用X射线粉末衍射、X射线光电子能谱、扫描电镜、透射电镜等对复合膜的组成、结构、形态进行表征, 结果表明: 实验成功制备了Pd/PMo₁₂-GN复合膜催化剂, 且Pd颗粒均匀分散在PMo₁₂-GN基底上。采用CV、计时电流法、CO溶出伏安法、交流阻抗法等电化学方法研究了Pd/PMo₁₂-GN复合膜的电催化性能。研究结果表明: 制备的复合膜催化剂对甲酸氧化反应的催化活性、催化稳定性、抗CO毒化能力和电子传递能力显著优于商品化的Pd/C催化剂。Pd/PMo₁₂-GN复合膜电催化性能的提高主要是由于Pd纳米颗粒在PMo₁₂-GN基底上均匀分散, 以及PMo₁₂的强氧化能力从而使钯表面一氧化碳等中间产物能迅速氧化去除。     

细菌纤维素基电磁功能复合膜的制备与性能研究

以细菌纤维素(BC)基体材料,通过共沉淀原位复合法制备纳米钴铁氧体(CoFe2O4)/细菌纤维素磁性复合膜;并在此基础上,通过原位化学氧化聚合法,制备了聚吡咯/钴铁氧体/细菌纤维素(PPy/CoFe2O4/BC)复合膜,对其结构性能及应用进行研究。结果表明,PPy/CoFe2O4/BC复合膜仍然保持了BC的三维网状结构。当吡咯单体浓度为0.07mol/L时,复合膜由连续的核壳结构构成,电导率稳定在0.4S/cm左右,其电磁屏蔽效能在25dB左右,是一种良好的民用或商用电磁屏蔽材料。     

含有石墨烯和纳晶纤维素的聚氨酯复合纳米纤维

以N,N-二甲基甲酰胺/丙酮(DMF/CP)为混合溶剂,纳晶纤维素(NCC)辅助还原的氧化石墨烯(r GO)和热塑性聚氨酯(TPU)为原料,采用静电纺丝法制备了rGO/TPU复合纳米纤维,通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、激光粒度仪观察了rGO、NCC、复合纳米纤维膜的尺寸和形貌结构,并测试分析了纳米纤维膜的力学性能、热性能和亲水性。结果表明,当m(rGO)/m(TPU)=1.5/100时,复合纳米纤维表面光滑、直径均一,相应的复合纳米纤维膜断裂强度最大(31.98MPa),比纯TPU纳米纤维膜断裂强度(7.92 MPa)提高了303.79%。此外,随着rGO和NCC的加入,复合纳米纤维膜的热稳定性和亲水性增强。     

碳纳米管纸/纳米硅复合电极的锂离子电池性能

采用纳米硅和多壁碳纳米管(MWCNTs)复合材料作为活性材料,以纸纤维为基体,MWCNTs为导电剂制得的MWCNTs导电纸代替铜箔集流体应用于硅基锂离子电池。采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、恒流放电测试、电化学阻抗对复合材料的形貌和电化学性能进行分析。结果表明,采用MWCNTs导电纸-纳米硅复合的锂离子电池在80mA/g的电流密度下,循环50次后比容量达到约1000mAh/g,在2000mA/g大电流密度下仍保持好的循环稳定性。     

纳米细菌纤维素柱层析分离

以海南特有的椰子水为原料,通过木醋杆菌合成细菌纤维素(bacterial cellulose,简称BC)。通过膜分离将大分子凝胶和菌种以及破碎细胞除去,采用等电点法和Sevage法除蛋白、乙醚除脂肪、离子交换树脂除盐、DEAE-32柱进行柱层析得到中性纳米细菌纤维素,经过Sephadex-G100柱层析精制得到重均分子量(Mw)为9598,分子量分布指数约为1.1的纳米细菌纤维素。用透射电镜测试了其形貌,证明其颗粒近似球形,直径约20nm。     

细菌纤维素/银纳米粒子复合多孔支架材料的制备与表征

以细菌纤维素水凝胶膜、硝酸银和硼氢化钠为原料,制备了细菌纤维素/银纳米粒子多孔复合支架,并利用扫描电子显微镜、能谱分析、X射线衍射、热失重及力学性能测试对多孔复合支架进行研究。结果表明,在细菌纤维素网络结构内部发现了银纳米粒子,表明银纳米粒子进入到细菌纤维素内部,形成细菌纤维素/银纳米粒子复合物;并且,银纳米粒子的粒径随着硝酸银和硼氢化钠浓度的升高而变大;银粒子的引入使细菌纤维素的链规整度有所下降,结晶度变小、力学性能下降,但材料具有了良好的抗菌性能,使其更适用于医用敷料领域。     

钴/碳纳米纤维复合材料的制备及吸波性能研究

现代电子产业的不断发展,对吸波材料提出了"薄、宽、轻、强"的综合要求。开发出一种轻质高效、制备工艺简单、成本低廉的新型复合碳基吸波材料具有重要的理论意义和应用价值。以来源丰富的可再生资源——细菌纤维素(BC)为碳源,利用其表面丰富的含氧官能团吸附Co~(2+),再经冷冻干燥与一步碳热还原制备出钴/碳纳米纤维复合材料。通过场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱仪(Raman)、X射线光电子能谱仪(XPS)、振动样品磁强计(VSM)和矢量网络分析仪(VNA)等对钴/碳纳米纤维复合材料的微观结构、物相成份、磁性能和电磁参数进行表征,并通过反射率计算对其微波吸收性能进行研究。研究结果表明,当碳化温度为700℃时,该纳米纤维复合材料与石蜡混合物在低负载(质量分数为～3%)、薄厚度(4.5 mm)下的反射损耗为-43.6 dB。