細(xì)菌纖維素(BC)是一種由微生物產(chǎn)生的高分子聚合物。利用細(xì)菌纖維素制備的復(fù)合材料近幾年也備受關(guān)注,細(xì)菌纖維素復(fù)合材料的制備與運(yùn)用也都取得了一些突破。但是細(xì)菌纖維素在單獨(dú)使用時(shí),往往具有很大的局限性。例如,細(xì)菌纖維素價(jià)格昂貴,且本身并不具備導(dǎo)電、抗菌等特點(diǎn),這就限制了細(xì)菌纖維素的應(yīng)用范圍。因此,細(xì)菌纖維素復(fù)合材料的研究顯得尤為重要。但是,細(xì)菌纖維素復(fù)合材料的運(yùn)用面臨兩點(diǎn)困難:其一,細(xì)菌纖維素復(fù)合材料生產(chǎn)十分困難;其二,細(xì)菌纖維素和輔助材料(如絲膠蛋白、銀納米顆粒等)價(jià)格昂貴,從而造成細(xì)菌纖維素復(fù)合材料生產(chǎn)成本高。因此細(xì)菌纖維素高值化利用成為研究熱點(diǎn)。近年來,細(xì)菌纖維素復(fù)合材料的相關(guān)研究主要集中于兩個(gè)方面:(1)研究者通過優(yōu)化細(xì)菌纖維素復(fù)合材料生產(chǎn)工藝來獲得高性能復(fù)合材料;(2)將細(xì)菌纖維素復(fù)合材料主要運(yùn)用于電極材料和傷口敷料兩方面。研究者們?cè)谶@兩方面已經(jīng)取得了一些突破。但是總體來說,細(xì)菌纖維素復(fù)合材料的開發(fā)略顯不足。針對(duì)此現(xiàn)象,本文分類總結(jié)了細(xì)菌纖維素在生物醫(yī)學(xué)、光電學(xué)、食品工業(yè)和其他領(lǐng)域的綜合利用。食品工業(yè)領(lǐng)域方面,本文探討了利用細(xì)菌纖維素制備生物塑料和開發(fā)食品級(jí)的皮克林乳液。生物醫(yī)學(xué)... 

【文章來源】：材料導(dǎo)報(bào). 2020年09期 北大核心

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【部分圖文】：

由菌株(a) Gluconacetobacter xylinus ATCC53582,(b) G.hansenii,(c) Gluconacetobacter sp,(d) G.hansenii生產(chǎn)的細(xì)菌纖維素的電鏡照片[5]

在有機(jī)化學(xué)合成工業(yè)上,催化劑的循環(huán)使用效率低,為了開發(fā)具備循環(huán)使用的高效催化劑,Lu團(tuán)隊(duì)[14]利用細(xì)菌纖維素本身具有的納米網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),將聚乙烯亞胺引入細(xì)菌纖維素中,從而改善細(xì)菌纖維素與鈀(Pd)之間的結(jié)合;然后將含有Pd顆粒的細(xì)菌纖維素(Pd-BC)與植物纖維結(jié)合,最后通過抄紙的方法制造紙狀催化劑,流程見圖2。這種紙狀的催化劑表現(xiàn)出優(yōu)良的重復(fù)使用性和超高的回收能力,連續(xù)催化26次以后仍然具有接近90%的催化效率。這種由可持續(xù)材料制成的催化劑片有望在有機(jī)合成中發(fā)揮重要作用。圖3 CNF/CoSe2雜化體合成的示意圖[17]

圖2 催化劑的合成示意圖[14]目前,金屬鉑(Pt)是用于析氫反應(yīng)(HER)最好的催化劑,但是因成本太高而限制了其實(shí)際應(yīng)用[15-16]。因此開發(fā)新型的用于析氫反應(yīng)的催化劑具有重大意義, Yuan團(tuán)隊(duì)[17]通過一步水熱法在細(xì)菌纖維素衍生的碳納米纖維(CNFs)上附著CoSe2納米顆粒,具體流程見圖3。結(jié)果顯示,CNFs/CoSe2不僅具有三維多孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)而且具有很大的表面積。這種設(shè)計(jì)合理的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了CoSe2納米顆粒的均勻分布,以提供完全暴露的活性邊緣,從而帶來顯著的HER活性。這對(duì)探索用于析氫反應(yīng)的無Pt電化學(xué)催化劑具有重要意義。


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