纖維素氣凝膠作為新生的第三代氣凝膠,兼具了傳統(tǒng)的硅氣凝膠和聚合物基氣凝膠的高孔隙率、高比表面積、低聲速等優(yōu)良性質(zhì),同時融入了原材料自身的優(yōu)異性能,如:生物相容性、可降解性和親水性等,因此在生物醫(yī)藥、吸附劑、催化劑等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。實際上,纖維素氣凝膠優(yōu)異的結(jié)構(gòu)特性和豐富的表面含氧基團使其特別適合作為基體物質(zhì)來發(fā)展多功能的納米復合材料。因此,借助特殊的理化工藝對纖維素氣凝膠進行改性或摻雜功能性小分子/納米材料,從而拓展纖維素氣凝膠在多個領(lǐng)域的應(yīng)用潛力具有顯著的研究意義。本論文以廢棄、低價值的農(nóng)林生物質(zhì)資源為原料,分別采用“化學預(yù)處理-高頻脈沖超聲-溶劑置換-冷凍干燥”和“溶解-凍融-再生-冷凍干燥”工藝制備得到納米纖絲化纖維素（NFC）氣凝膠和再生纖維素氣凝膠,再通過溫和、廉價、簡便的理化工藝,制備多種纖維素氣凝膠基納米復合材料,旨在拓展纖維素氣凝膠在水環(huán)境修復、抑制細菌生長、電磁干擾屏蔽等領(lǐng)域的潛在應(yīng)用。本論文的主要研究內(nèi)容可概括為以下幾點:（1）以廢棄的椰殼為原料,采用溫和的制備工藝（包括化學預(yù)處理、高頻脈沖超聲、溶劑置換和叔丁醇冷凍干燥）制備得到超輕的NFC氣凝膠,其堆積密... 

【文章頁數(shù)】：147 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Absract
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 纖維素氣凝膠的誕生與發(fā)展史
        1.2.1 纖維素簡介
        1.2.2 纖維素氣凝膠的誕生與發(fā)展
    1.3 纖維素氣凝膠的類型與合成工藝
        1.3.1 NFC氣凝膠
        1.3.2 再生纖維素氣凝膠
        1.3.3 細菌纖維素氣凝膠
    1.4 纖維素氣凝膠基納米復合材料
    1.5 本論文的選題思路、研究內(nèi)容與創(chuàng)新點
        1.5.1 選題思路
        1.5.2 研究內(nèi)容
        1.5.3 創(chuàng)新點
2 輕質(zhì)、高吸附性的NFC氣凝膠的制備
    2.1 引言
    2.2 材料與方法
        2.2.1 材料與試劑
        2.2.2 化學預(yù)處理提純生物質(zhì)原料中的纖維素
        2.2.3 高頻脈沖超聲處理制備NFC
        2.2.4 溶劑置換與冷凍干燥制備NFC氣凝膠
        2.2.5 NFC氣凝膠的疏水改性
        2.2.6 樣品表征
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 宏觀形貌和微觀形貌分析
        2.3.2 比表面積與孔隙結(jié)構(gòu)分析
        2.3.3 結(jié)晶結(jié)構(gòu)與熱穩(wěn)定性分析
        2.3.4 紅外分析和油水分離特性
        2.3.5 吸附性能
    2.4 本章小結(jié)
3 基于氫氧化鈉/聚乙二醇溶劑制備輕質(zhì)高強的再生纖維素氣凝膠及其碳化產(chǎn)品
    3.1 引言
    3.2 材料與方法
        3.2.1 材料與試劑
        3.2.2 利用氫氧化鈉/聚乙二醇溶劑制備再生纖維素氣凝膠
        3.2.3 高溫熱解制備碳氣凝膠
        3.2.4 表征方法
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 再生纖維素氣凝膠的宏觀形貌和微觀形貌分析
        3.3.2 再生纖維素氣凝膠的比表面積與孔隙結(jié)構(gòu)分析
        3.3.3 再生纖維素氣凝膠的結(jié)晶結(jié)構(gòu)與力學性能分析
        3.3.4 碳氣凝膠的微觀形貌分析
        3.3.5 碳氣凝膠的比表面積與孔隙結(jié)構(gòu)分析
        3.3.6 碳氣凝膠的結(jié)晶結(jié)構(gòu)與拉曼光譜分析
        3.3.7 碳氣凝膠的疏水、導電和阻燃特性
    3.4 本章小結(jié)
4 γ-Fe_O_3/纖維素氣凝膠納米復合材料的制備及其Cr~(6+)吸附性能研究
    4.1 引言
    4.2 材料與方法
        4.2.1 材料與試劑
        4.2.2 γ-Fe_2O~3/纖維素氣凝膠納米復合材料的制備
        4.2.3 表征方法
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 微觀形貌、結(jié)晶結(jié)構(gòu)和化學成分分析
        4.3.2 比表面積與孔隙結(jié)構(gòu)分析
        4.3.3 熱穩(wěn)定性、力學性能與磁學性能分析
        4.3.4 Cr~(6+)吸附性能
    4.4 本章小結(jié)
5 聚毗咯/納米銀/纖維素氣凝膠納米復合材料的制備及其抑菌性能研究
    5.1 引言
    5.2 材料與方法
        5.2.1 材料與試劑
        5.2.2 聚吡咯/納米銀/纖維素氣凝膠納米復合材料的制備
        5.2.3 表征方法
        5.2.4 抑菌性能測試方法
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 制備流程示意
        5.3.2 微觀形貌與元素成分分析
        5.3.3 結(jié)晶結(jié)構(gòu)與化學成分分析
        5.3.4 抑菌性能
    5.4 本章小結(jié)
6 銳鈦礦相二氧化鈦/纖維素氣凝膠納米復合材料的制備及其光催化性能研究
    6.1 引言
    6.2 材料與方法
        6.2.1 材料與試劑
        6.2.2 銳鈦礦相二氧化鈦溶膠的制備
        6.2.3 銳鈦礦相二氧化鈦/纖維素氣凝膠納米復合材料的制備
        6.2.4 表征方法
    6.3 結(jié)果與討論
        6.3.1 宏觀形貌和微觀形貌分析
        6.3.2 結(jié)晶結(jié)構(gòu)與化學價態(tài)分析
        6.3.3 比表面積與孔隙結(jié)構(gòu)分析
        6.3.4 熱穩(wěn)定性分析
        6.3.5 光催化降解靛藍染料
    6.4 本章小結(jié)
7 石墨烯/纖維素衍生的碳氣凝膠納米復合材料的制備及其電磁屏蔽性能的研究
    7.1 引言
    7.2 材料與方法
        7.2.1 材料與試劑
        7.2.2 氧化石墨烯/纖維素氣凝膠納米復合材料的制備
        7.2.3 石墨烯/纖維素衍生的碳氣凝膠納米復合材料的制備
        7.2.4 表征方法
    7.3 結(jié)果與討論
        7.3.1 氧化石墨烯/纖維素氣凝膠納米復合材料的制備流程示意
        7.3.2 氧化石墨烯和纖維素溶液(或纖維素溶劑)的混合物的靜置穩(wěn)定性
        7.3.3 微觀形貌、結(jié)晶結(jié)構(gòu)和熱穩(wěn)定性分析
        7.3.4 電磁屏蔽性能
        7.3.5 疏水、導電和阻燃特性
    7.4 本章小結(jié)
8 α-Fe_2O_3/聚吡咯/纖維素衍生的碳氣凝膠納米復合材料及其電磁屏蔽性能的研究
    8.1 引言
    8.2 材料與方法
        8.2.1 材料與試劑
        8.2.2 纖維素衍生的碳氣凝膠的制備
        8.2.3 α-Fe_2O_3/聚吡咯/纖維素衍生的碳氣凝膠納米復合材料的制備
        8.2.4 表征方法
    8.3 結(jié)果與討論
        8.3.1 微觀形貌與元素成分分析
        8.3.2 結(jié)晶結(jié)構(gòu)與化學成分分析
        8.3.3 合成機理示意
        8.3.4 電磁屏蔽性能
    8.4 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻
攻讀學位期間發(fā)表的學術(shù)論文
致謝
附件


【參考文獻】：
期刊論文
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[3]高頻超聲法納米纖絲化纖維素的制備與表征[J]. 盧蕓,孫慶豐,李堅.  科技導報. 2013(15)
[4]纖維素溶劑體系的研究進展[J]. 劉會茹,劉猛帥,張星辰,趙地順.  材料導報. 2011(07)
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[7]應(yīng)用超臨界流體干燥技術(shù)制備氣凝膠的研究進展[J]. 詹國武,王宏濤.  干燥技術(shù)與設(shè)備. 2008(04)
[8]應(yīng)用超臨界流體干燥技術(shù)制備氣凝膠的研究進展[J]. 詹國武,王宏濤.  干燥技術(shù)與設(shè)備. 2008 (04)
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博士論文
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碩士論文
[1]功能復合材料降解有機染料的研究[D]. 曹慧玲.華南師范大學 2007



本文編號：3650933