納米纖維素功能薄膜制備及性能研究
本文關(guān)鍵詞:納米纖維素功能薄膜制備及性能研究
更多相關(guān)文章: 納米纖維素 紫外屏蔽 光致發(fā)光 碳點 雜化薄膜
【摘要】:由于高長徑比、高結(jié)晶度、高機械強度以及可再生、可生物降解、生物相容性等結(jié)構(gòu)和性能優(yōu)勢,納米纖維素(NC)成為替代石油基聚合材料用于功能薄膜、食品保鮮、柔性電子等領(lǐng)域的理想材料。因此,NC及其功能復合材料的研究成為國內(nèi)外研究熱點,其中NC形貌結(jié)構(gòu)和表面基團控制與功能材料的復合是制備多功能NC薄膜的關(guān)鍵。本文采用竹纖維為原料,通過化學機械法制備NC并對其表面羥基氧化處理,分別與納米氧化鋅(ZnO)和熒光碳點(CDs)復合制備得到了多種多功能雜化透明薄膜。1)以竹纖維作為原料,采用酸水解結(jié)合高壓均質(zhì)法制備得到一維NC,分別與片狀納米氧化鋅(s-ZnO)和帶狀納米氧化鋅(b-ZnO)復合,通過壓濾擠出法制備出透明的納米纖維素-氧化鋅(NC-ZnO)雜化薄膜。當納米ZnO加入量為3wt%時,納米纖維素-片狀氧化鋅(NC-s-ZnO)雜化薄膜具有優(yōu)異的的透明性和紫外屏蔽性能。當納米ZnO加入量為6wt%時,NC-s-ZnO雜化薄膜在波長300 nm和225 nm的紫外屏蔽效果分別為97.79%和99.13%,高于相同添加量時納米纖維素-帶狀氧化鋅(NC-b-ZnO)雜化薄膜。2)用2,2,6,6-四甲基哌啶氧化物(TEMPO)氧化法將NC改性為氧化納米纖維素(ONC),以O(shè)NC為原料經(jīng)微波熱解法制備得到具有熒光性能的CDs,熒光CDs與ONC共價交聯(lián)反應形成CDs-ONC,再經(jīng)壓濾擠出法制備得到紫外光激發(fā)發(fā)出藍光的CDs-ONC雜化薄膜,具有優(yōu)異的透明性、熒光性能、熱穩(wěn)定性及機械柔韌性,CDs-ONC雜化薄膜的熒光強度在彎折2000次之后僅下降了5%。3)利用TEMPO氧化纖維素(ONC)及其衍生產(chǎn)物CDs結(jié)合不同形貌的ZnO,經(jīng)壓濾擠出法制備了具有高效紫外屏蔽性能的CDs-ONC-ZnO雜化薄膜。CDs-ONC-ZnO雜化薄膜的紫外屏蔽性能較NC-ZnO雜化薄膜有很大的提升,當ZnO的加入量為4wt%時,CDs-ONC-ZnO雜化薄膜的紫外屏蔽效果接近前期6wt%加入量的NC-ZnO雜化薄膜,CDs-ONC-s-ZnO雜化薄膜在波長300 nm和225 nm時能夠屏蔽超過90%的紫外輻射,優(yōu)于同等條件下的CDs-ONC-b-ZnO雜化薄膜和CDs-ONC-p-ZnO(顆粒狀ZnO)雜化薄膜。
【關(guān)鍵詞】:納米纖維素 紫外屏蔽 光致發(fā)光 碳點 雜化薄膜
【學位授予單位】:上海大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2016
【分類號】:TB383.2
【目錄】:
- 摘要6-8
- ABSTRACT8-12
- 第一章 緒論12-23
- 1.1 納米纖維素(NC)概述12-13
- 1.2 納米纖維素的制備方法13-16
- 1.2.1 生物法13
- 1.2.2 物理法13-14
- 1.2.3 化學法14-16
- 1.3 纖維素基納米復合材料的研究16-21
- 1.3.1 具有光電活性的纖維素復合材料16-17
- 1.3.2 纖維素-碳納米管復合材料17
- 1.3.3 纖維素-氧化石墨烯復合材料17-18
- 1.3.4 纖維素納米紙場效應晶體管18-19
- 1.3.5 纖維素銀納米線導電薄膜19-20
- 1.3.6 柔性氧化鋅纖維素復合材料20-21
- 1.4 本文提出及主要研究內(nèi)容21-23
- 第二章 透明NC-ZnO雜化薄膜制備及紫外屏蔽性能研究23-36
- 2.1 引言23
- 2.2 儀器與試劑23-24
- 2.2.1 主要儀器23-24
- 2.2.2 主要試劑24
- 2.3 實驗方法24-26
- 2.3.1 納米纖維素(NC)的制備24-25
- 2.3.2 片狀氧化鋅(s-ZnO)的制備25
- 2.3.3 帶狀氧化鋅(b-ZnO)的制備25
- 2.3.4 快速組裝納米纖維素-氧化鋅(NC-ZnO)雜化薄膜25-26
- 2.4 表征手段26
- 2.5 結(jié)果與討論26-35
- 2.6 本章小結(jié)35-36
- 第三章 透明CDs-ONC薄膜制備及其熒光性能研究36-48
- 3.1 引言36-37
- 3.2 實驗儀器與試劑37-38
- 3.2.1 主要儀器37
- 3.2.2 主要試劑37-38
- 3.3 實驗方法38-39
- 3.3.1 納米纖維素的TEMPO氧化38
- 3.3.2 碳點(CDs)懸浮液的制備38
- 3.3.3 碳點/氧化纖維素(CDs-ONC)的制備38-39
- 3.4 表征手段39
- 3.5 結(jié)果與討論39-47
- 3.6 本章小結(jié)47-48
- 第四章 透明CDs-ONC-ZnO雜化薄膜制備及其紫外屏蔽性能研究48-58
- 4.1 引言48-49
- 4.2 實驗儀器與試劑49-50
- 4.2.1 主要儀器49
- 4.2.2 主要試劑49-50
- 4.3 實驗方法50
- 4.4 表征手段50
- 4.5 結(jié)果與討論50-56
- 4.6 本章小結(jié)56-58
- 第五章 結(jié)論與展望58-60
- 5.1 結(jié)論58-59
- 5.2 展望59-60
- 參考文獻60-70
- 作者在攻讀碩士學位期間取得成果70-71
- 作者在攻讀碩士學位期間所作的項目71-72
- 致謝72
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