液氮冷凍干燥法制備納米纖維素氣凝膠
本文關(guān)鍵詞: 氣凝膠 叔丁醇 液氮 冷凍干燥 納米纖維素 出處:《林業(yè)工程學(xué)報(bào)》2017年04期 論文類(lèi)型:期刊論文
【摘要】:纖維素氣凝膠被譽(yù)為繼有機(jī)氣凝膠和無(wú)機(jī)氣凝膠之后的新一代氣凝膠,是新生的第三代材料,在吸附材料等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。筆者先以微晶纖維素(MCC)為原料經(jīng)硫酸水解法制得納米纖維素(NCC),再通過(guò)無(wú)機(jī)鹽溶液物理凝膠成型法、叔丁醇置換和液氮冷凍干燥制備球形纖維素氣凝膠。利用場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡(SEM)、萬(wàn)能力學(xué)試驗(yàn)機(jī)、熱重分析儀、全自動(dòng)比表面積及孔隙分析儀對(duì)所制備的納米纖維素氣凝膠的力學(xué)性能、微觀形貌、比表面積、孔徑分布及熱穩(wěn)定性進(jìn)行表征分析。結(jié)果表明,液氮冷凍干燥法制備的球形納米纖維素氣凝膠主要為疏松多孔的三維層狀結(jié)構(gòu)同時(shí)存在少量三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),其比表面積在104.07~164.97 cm~2/g之間,孔徑主要分布在10~25 nm內(nèi);納米纖維素氣凝膠的力學(xué)性能、壓縮強(qiáng)度、密度隨著納米纖維素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而變大;納米纖維素氣凝膠的熱穩(wěn)定性與微晶纖維素和納米纖維素相似。
[Abstract]:Cellulose aerogels are regarded as the new generation aerogels after organic aerogels and inorganic aerogels. The nanocellulose was prepared by sulfuric acid hydrolysis from microcrystalline cellulose MCCs and then formed by physical gel method of inorganic salt solution. Spherical cellulose aerogels were prepared by replacement of tert-butanol and freeze-drying of liquid nitrogen. Field emission scanning electron microscopy (SEM), universal mechanical testing machine and thermogravimetric analyzer (TGA) were used to prepare spherical cellulose aerogels. The mechanical properties, micromorphology, specific surface area, pore size distribution and thermal stability of the prepared nano-cellulose aerogels were characterized by automatic specific surface area and pore size analyzer. The spherical nano-cellulose aerogels prepared by freeze-drying of liquid nitrogen mainly consist of porous three-dimensional layered structure and a small amount of three-dimensional network structure. The specific surface area is between 104.07 and 164.97 cm~2/g, and the pore size is mainly within 1025 nm. The mechanical properties, compressive strength and density of nano-cellulose aerogels increase with the increase of the mass fraction of nano-cellulose. The thermal stability of nano-cellulose aerogels is similar to that of microcrystalline cellulose and nano-cellulose.
【作者單位】: 南京林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院;
【基金】:國(guó)家林業(yè)公益性行業(yè)科研專(zhuān)項(xiàng)(201504603)
【分類(lèi)號(hào)】:O636.11;O648.17
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