超疏水纸基材料的制备及应用领域

受自然界中超疏水现象的启发,超疏水材料受到越来越多的重视.纸基材料作为绿色可再生、生物可降解的柔性材料已成为重要的基础材料之一,如何将亲水性的纸基材料转变为超疏水材料是显著提升其利用价值的重要途径.本文综述了浸渍法、溶胶-凝胶法、化学气相沉积法、等离子体沉积法和喷涂法等技术对纸基材料的疏水改性研究进展,介绍了超疏水纸基...     

纤维素基超疏水材料的制备与应用研究进展

纤维素是一种来源广泛的生物质基材料,由于其生物相容性好、分子结构中的羟基丰富、密度低等性质而用于食品、医药、化学品等领域,备受科研工作者关注.近年来,对纤维素进行疏水化改性的研究使其应用范围进一步拓宽.本文从纤维素构建超疏水材料的表面能物质、含微/纳粗糙结构的表面构造等方面进行了综述,并归纳了该类超疏水材料在油水分离、...     

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。     

硬脂酸改性纳米纤丝化纤维素的制备与表征

报道了一种利用硬脂酸对纳米纤丝化纤维素(NFC)进行有机表面修饰的新方法,主要包括纳米纤丝化纤维素的制备、利用硬脂酸对纳米纤丝化纤维素进行有机表面修饰制得疏水材料以及改性材料的性能测定三个过程。通过对Attension光学接触角测量仪的数据分析,得到改性材料的水接触角为140.2°。通过傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、热场发射扫描电子镜(SEM)及透射电子显微镜(TEM)对所得的改性材料进行表征,得出硬脂酸中的-COOH基团与纳米纤丝化纤维素表面-OH发生脱水反应,并将疏水性-CH3基团引入复合材料体系,复合材料表面的微纳米结构协同疏水性基团的共同作用,使改性产物具有疏水性。     

超疏水纸基材料的制备及其性能分析

本研究采用浆内施胶的方法抄纸,用柠檬酸(CA)预处理提高其表面活性,再用纤维素纳米纤丝/二氧化钛(CNF/TiO₂)悬浮液涂布,以提高纸基材料表面粗糙程度,最后用烷基烯酮二聚体(AKD)乳液浸渍处理以提高纸基材料的憎水性,得到超疏水纸基材料。结果表明,CA预处理显著改善了纸基材料的表面活性,使纸基材料具有更高的TiO₂保留率,使其更易达到超疏水纸基材料所需的表面粗糙度。制备的超疏水纸基材料表面接触角达153.8°,达到超疏水要求,且具有良好的自清洁能力。     

基于植物纤维的食品包装疏水化研究进展

石油基化合物有良好的防水性,然而废弃物难降解.纤维素具有质量轻、可降解以及高表面积等优点,在食品包装领域受到广泛关注,然而其自身结构特性导致亲水性强,使应用范围受限.本文主要对近年的疏水食品包装进行研究,通过化学和物理处理以诱导纤维表面疏水改性方式分别进行归纳总结,为扩大纤维素的疏水研究提供参考.     

疏水亲油型棉纤维基油水分离材料的研究进展

文章对制备疏水亲油型棉纤维基油水分离材料进行了综述,着重概述了以浸渍法、喷涂法、溶胶-凝胶法、接枝改性法、气相沉积法、相分离法等在棉纤维基材上构建超疏水超亲油表面的应用技术,为棉纤维基油水分离材料的研究提供参考。     

纤维基超疏水功能表面制备方法的研究进展

超疏水表面因其优越的拒水性和自清洁能力,成为新材料研究的热点。超疏水功能表面的应用领域与其表面基质息息相关,以纤维为基材制备的超疏水表面因其原料易得,应用范围广,并且有望实现工业化生产而得到重视。纤维基超疏水表面的制备方法主要有层层组装法、溶胶-凝胶法、水热法、纳米粒子负载法以及气象沉积法等,通过这些方法可以制备大面积、性能稳定的纤维基超疏水材料。本文对纤维基超疏水功能表面材料的制备方法进行了综述,并对超疏水表面的功能复合及研究发展趋势进行了展望。     

木质素基超疏水涂层的制备与表征

利用油酸对玉米秸秆纤维素乙醇残渣木质素进行疏水改性后,配制成喷涂液喷涂于基材表面获得木质素基超疏水涂层。采用红外光谱、扫描电镜、接触角测试等分析方法对木质素基超疏水涂层进行表征。结果表明,木质素基超疏水涂层表面形貌与荷叶相似,由葡萄串状微纳米结构组成。木质素基超疏水涂层在抗酸碱腐蚀实验中表现出良好的耐酸碱性;在酸性或碱性溶液中,木质素基超疏水涂层的表面接触角始终都稳定在约153°。同时,该涂层对不同黏稠度的流体食品均有良好的抗粘附能力,相对于在普通塑料杯中,蜂蜜在该涂层表面的残留量降低了93.5%。因此,实验制得的木质素基超疏水涂层应用在食品包装容器内壁,可有效防止流体食物在包装上的残留,减少浪费。     

聚乳酸吸油材料改性方法研究现状

为制备超疏水聚乳酸吸油材料,研究分析了目前使用较多的聚乳酸超疏水改性的方法,结果表明:静电纺丝法降低了纤维的细度,提高了聚乳酸纤维膜的疏水性,达到了超疏水性,但由于其较低的工艺生产量和高电压的安全隐患,商业化应用受到了限制。相分离法通过溶剂挥发两相分离,最终获得聚乳酸超疏水表面,利用该方法可以控制材料孔径而改变材料性能,但制备工艺条件苛刻,批量化生产难度大。涂层法可以形成均匀的涂层,操作简便,设备简单,适合于大规模批量生产,也可用于实验室,但部分溶剂会对环境产生一定的污染。     

气凝胶材料在纺织品上的应用研究进展

为明晰气凝胶的定义并挖掘其在纺织品上的应用价值,综述了气凝胶材料的定义演变历程以及目前国内外在气凝胶基纺织品上的研究现状。具体分析了气凝胶在纺织品上的3种主要应用方法,即凝胶整体成型法、热黏合法和涂层法的工艺流程及其优缺点;围绕气凝胶基纺织品的4种应用形式,包括热防护纺织品、保暖防寒纺织品、超疏水纺织品和消声隔声纺织品,阐明了气凝胶的作用机制并提出该类应用形式目前面临的问题。最后指出,增强力学性能、优化材料配伍、降低制备成本以及推动智能化转型是气凝胶材料未来的重要发展方向。     

微纳米纤维素材料的微流控制备技术研究进展

为深入分析微流控技术制备微纳米纤维素材料的研究现状,促进其在各领域应用,综述了以纤维素及纳米纤维素为原料,以微流控技术为基础,结合快速冷冻法、原位界面络合法等技术,制备纤维素及纳米纤维素微球和微胶囊、纤维长丝、薄膜、微管、水凝胶的最新研究进展;针对微流控技术制备微纳米纤维素材料存在的挑战,提出了克服材料缺陷,提升微通道...     

Integration of peroxide delignification and sulfamic acid sulfation methods for obtaining cellulose sulfates from aspen wood

A new method to obtain cellulose sulfates from available and inexpensive raw material—aspen wood was developed. This method integrates catalytic peroxide delignification and sulfamic acid sulfation stages. Solvents such as acetic acid and water were used for isolation of pure cellulose by wood peroxide delignification with TiO₂ catalyst. Low-aggressive and less-toxic sulfating agent—sulfamic acid–urea mixture was used to obtain cellulose sulfates.     

低温NaOH溶液中低聚合度纤维素的溶解与析出

采用浓度为9%的NaOH溶液在低温条件下对木浆纤维素进行润胀溶解,分别测定原料和不溶纤维素的R-10值、聚合度,并采用红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)、热重(TG)以及X-射线衍射(XRD)方法对原料、不溶纤维素和水析出纤维素进行表征。结果表明低温有利于纤维素在NaOH溶液中的溶解,且在实验设计的范围内温度越低,低聚合度纤维素溶解得越多。与原料和不溶纤维素相比,水析出纤维素的热稳定性稍差。低温条件下,纤维素I晶型易转变为纤维素II晶型,同时析出纤维素也表现出纤维素II晶型。析出纤维素表面孔隙多、表面积大,有可能制备成吸附、隔音或保温材料。     

细菌纤维素应用问题的研究

选用玉米浸出液为培养料生产细菌纤维素,可以降低原料成本,提高细菌纤维素产量。我们优化了培养基配方,采用了全新的培养方法,取得了可喜的进展。     

微波法制备阳离子纤维素工艺的研究

以漂白硫酸盐蔗渣浆和醚化剂3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵(CHPTMA)为原料,用微波作为加热方式合成阳离子纤维素,探讨了CHPTMA用量、NaOH用量、体系含水量、微波功率和微波时间等因素对产物取代度和Zeta电位的影响,确定了较优的合成条件:醚化剂与纤维素质量比0.45,NaOH与醚化剂质量比4.45,微波时间9 min,微波功率400W,体系含水量60％.此条件下制备的蔗渣阳离子纤维素的取代度可达0.192,Zeta电位为25.6 mV.通过红外光谱图分析证明,已经合成了具有阳离子官能团的纤维素.     

Morphological,crystalline, thermal and physicochemical properties of cellulose nanocrystals obtained from sweet potato residue

Sweet potato residue (SPR), a by-product of sweet potato starch industry, was used as starting material to prepare cellulose nanocrystals. The method of sulfuric acid hydrolysis accompanied with ultrasonication and homogenization was used to prepare cellulose nanocrystals. The morphological, crystalline, thermal, and physicochemical properties of the cellulose nanocrystals were studied. SEM and TEM images showed spherical or elliptic granules of cellulose nanocrystals with sizes ranged from 20 to 40 nm. XRD analysis indicated that the cellulose nanocrystals retained the cellulose I crystalline structure, with a crystallinity of approximately 72.53%. TGA curves showed that the decomposition temperature of nanocrystals was decreased. These results showed that cellulose nanocrystals were successfully obtained from SPR and might be potentially applied in various fields, such as pharmaceutical and food additives, bio-nanocomposites, packaging, etc.     

以纤维素类物质为原料发酵生产燃料乙醇的研究进展

燃料乙醇是清洁汽油的主要代替物。其生产方法根据原料区分有 :糖蜜类、谷物淀粉类和纤维素类。以植物秸秆、木材等纤维素类物质为原料生产乙醇是最具挑战性的课题 ,目前用纤维素类物质制造乙醇的关键问题是纤维素原料的预处理和高效的发酵工艺。文中就综述了纤维素类物质的发酵机制、发酵工艺和发酵方式 ,对进一步实现工业化提供一些借鉴。     

微晶纤维素掺假的快速鉴别方法

研究了微晶纤维素掺假的近红外光谱快速鉴别方法。基于微晶纤维素样品及掺假物(可溶性淀粉,小麦粉)的近红外光谱数据,分别创建材料谱数据库及掺假物光谱数据库,建立微晶纤维素分类模型及掺假物模型,采用Adulterant Screen算法技术进行计算分析,创建了微晶纤维素掺假快速鉴别方法。微晶纤维粉单一组份掺假的识别最低检出含量为:可溶性淀粉2%、小麦粉1%,双组分(可溶性淀粉+小麦粉)掺假量在单组份掺假检出限浓度的2～10倍时,准确的识别率均为100%,对未知样品微晶纤维素在检出限以上的准确识别率为100%。该方法简单、快速、可靠,可快速鉴别微晶纤维素样品的掺假,可以有效地应用于日常微晶纤维素样品的掺假检测和鉴定,为海关打击逃税漏税行为提供有力的技术支持。     

纤维素及其复合材料在超级电容器上的应用

本文主要介绍了纤维素/碳素材料基超级电容器、纤维素/导电聚合物基超级电容器和纤维素碳材料基超级电容器的制备;并详细分析了纤维素及其复合材料基超级电容器制备过程中需考虑的主要性能（机械柔性、电化学性能、循环稳定性、可回收性与生物降解性）;最后总结了未来利用纤维素开发超级电容器需要研究的问题。