發(fā)布時間：2017-08-13 02:16

  本文關(guān)鍵詞：竹材纖維素氣凝膠的形成機理及性能研究

  更多相關(guān)文章： 竹材納米纖維素 高頻超聲 聚乙烯醇 復(fù)合氣凝膠

【摘要】：纖維素是具有生物可降解性和再生性的生物質(zhì)資源之一。竹材的纖維素含量在40~60%,其具有生長快、生產(chǎn)周期短等特點,因此具有廣泛用途,又有利于環(huán)境保護(hù)和實施可持續(xù)經(jīng)營的特點而深具發(fā)展?jié)摿�。本文以竹材為原�?通過化學(xué)處理結(jié)合高頻超聲處理的方法制備出了大長徑比的竹材納米纖維素(BCNF)。采用置換方法濃縮BCNF懸浮液,與聚乙烯醇(PVA)進(jìn)行復(fù)合,冷凍干燥后制得BCNF/PVA復(fù)合氣凝膠。通過掃描電子顯微鏡(SEM)、傅里葉紅外變換光譜(FTIR)、X射線衍射儀(XRD)、透射電子顯微鏡(TEM)、綜合熱分析、壓縮試驗、接觸角、BET比表面積等表征手段對不同處理階段竹材纖維素的變化和BCNF/PVA復(fù)合氣凝膠進(jìn)行表征。本論文主要研究工作如下:1、系統(tǒng)研究制備過程各個階段纖維素的形態(tài)結(jié)構(gòu)、直徑分布、結(jié)晶度、官能團以及熱穩(wěn)定性能變化的情況。研究表明,各階段處理以后,竹粉中的木質(zhì)素、膠質(zhì)及大部分半纖維素被除去,由原來的黃色變成白色的純化纖維素,再使用超聲細(xì)胞破碎儀,借助空化作用產(chǎn)生的機械力達(dá)到開纖的目的,制備出平均直徑為15.02nm,且高長徑比的BCNF。2、利用BCNF懸浮液,經(jīng)過水-乙醇-叔丁醇置換濃縮后,加入一定質(zhì)量的PVA后溶解并冷凍,最終冷凍干燥后成功制備出BCNF/PVA復(fù)合氣凝膠。使用三甲基氯硅烷(TMCS)對其改性,賦予其疏水親油性能,疏水角為136°。3、將濃縮后的BCNF懸浮液進(jìn)行冷凍干燥,制得BCNF泡沫。添加不同質(zhì)量的BCNF泡沫到PVA溶液中,冷凍干燥得到不同密度的BCNF/PVA復(fù)合氣凝膠,并對其進(jìn)行一系列表征,得到最優(yōu)的BCNF添加量,最優(yōu)添加量為15%。
【關(guān)鍵詞】：竹材納米纖維素 高頻超聲 聚乙烯醇 復(fù)合氣凝膠
【學(xué)位授予單位】：浙江農(nóng)林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ427.26;O636.11
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 1. 緒論10-26
• 1.1 竹材概述10-13
• 1.1.1 竹材的分布及結(jié)構(gòu)特性10-11
• 1.1.2 竹材的化學(xué)組成11-12
• 1.1.3 竹材纖維素的提取工藝12-13
• 1.2 納米纖維素13-20
• 1.2.1 納米纖維素的形貌特征13-15
• 1.2.2 納米纖維素的制備方法15-20
• 1.2.2.1 化學(xué)法制備納米纖維素16-17
• 1.2.2.2 生物法制備納米纖維素17-18
• 1.2.2.3 機械法制備納米纖維素18-20
• 1.2.3 納米纖維素的應(yīng)用20
• 1.3 氣凝膠的概述20-24
• 1.3.1 無機氣凝膠21
• 1.3.2 有機氣凝膠21
• 1.3.3 無機有機復(fù)合氣凝膠21-22
• 1.3.4 纖維素氣凝膠22-24
• 1.3.4.1 天然纖維素氣凝膠22-23
• 1.3.4.2 天然纖維素氣凝膠23
• 1.3.4.3 纖維素衍生物氣凝膠23-24
• 1.4 選題思路及研究內(nèi)容24-26
• 2. 竹材納米纖維素的制備與表征26-40
• 2.1 引言26
• 2.2 實驗部分26-29
• 2.2.1 實驗原料26
• 2.2.2 實驗試劑26-27
• 2.2.3 實驗設(shè)備27-29
• 2.3 表征檢測方法29-30
• 2.3.1 XRD分析29
• 2.3.2 SEM分析29
• 2.3.3 TEM分析29
• 2.3.4 FTIR分析29
• 2.3.5 熱重分析29
• 2.3.6 纖維素結(jié)晶度計算29-30
• 2.4 竹材納米纖維素的制備30-32
• 2.5 結(jié)果與討論32-38
• 2.5.1 竹材纖維素的形貌32-33
• 2.5.2 RBPs，DRBPs，Ho-CFs，PCFs，BCNF的結(jié)晶度33-34
• 2.5.3 RBPs，DRBPs，Ho-CFs，PCFs，BCNF的FT-IR34-36
• 2.5.4 RBPs，DRBPs，Ho-CFs，PCFs，，BCNF的熱重36-38
• 2.5.5 BCNF氣凝膠的制備38
• 2.6 本章小結(jié)38-40
• 3. 竹材納米纖維素/聚乙烯醇復(fù)合氣凝膠的制備與表征40-50
• 3.1 引言40
• 3.2 實驗部分40-41
• 3.2.1 實驗原料40
• 3.2.2 實驗試劑40-41
• 3.2.3 實驗設(shè)備41
• 3.3 表征檢測方法41-42
• 3.3.1 SEM分析41
• 3.3.2 FTIR分析41
• 3.3.3 熱重分析41
• 3.3.4 接觸角分析41-42
• 3.3.5 氣凝膠密度的計算42
• 3.4 BCNF/PVA復(fù)合氣凝膠的制備與改性42-43
• 3.4.1 BCNF/PVA復(fù)合氣凝膠的制備42-43
• 3.4.2 BCNF/PVA復(fù)合氣凝膠的疏水改性43
• 3.5 結(jié)果與討論43-49
• 3.5.1 改性前后BCNF/PVA復(fù)合氣凝膠的形態(tài)43-44
• 3.5.2 改性前后BCNF/PVA復(fù)合氣凝膠的EDS能譜圖44-45
• 3.5.3 改性前后BCNF/PVA復(fù)合氣凝膠的FTIR45-46
• 3.5.4 改性前后BCNF/PVA復(fù)合氣凝膠的熱穩(wěn)定性46-47
• 3.5.5 改性前后BCNF/PVA復(fù)合氣凝膠的潤濕性47-48
• 3.5.6 改性前后BCNF/PVA復(fù)合氣凝膠的吸附性能48-49
• 3.6 本章小結(jié)49-50
• 4. 不同竹材納米纖維素添加量對復(fù)合氣凝膠性能的影響50-60
• 4.1 引言50
• 4.2 實驗部分50
• 4.2.1 實驗原料50
• 4.2.2 實驗試劑50
• 4.3 表征檢測方法50-51
• 4.3.1 XRD分析50-51
• 4.3.2 SEM分析51
• 4.3.3 FTIR分析51
• 4.3.4 熱重分析51
• 4.3.5 BET比表面積分析51
• 4.3.6 物理力學(xué)性能分析51
• 4.4 分析計算方法51-52
• 4.4.1 氣凝膠密度的計算51-52
• 4.4.2 氣凝膠孔隙率計算52
• 4.5 BCNF/PVA復(fù)合氣凝膠的制備52
• 4.6 結(jié)果與討論52-59
• 4.6.1 BCNF/PVA復(fù)合氣凝膠的FTIR52-53
• 4.6.2 BCNF/PVA復(fù)合氣凝膠的XRD53-54
• 4.6.3 BCNF/PVA復(fù)合氣凝膠的物理力學(xué)性能54-57
• 4.6.3.1 BCNF/PVA復(fù)合氣凝膠的BET比表面積54-55
• 4.6.3.2 BCNF/PVA復(fù)合氣凝膠的力學(xué)性能55-57
• 4.6.4 BCNF/PVA復(fù)合氣凝膠的形貌57-58
• 4.6.5 BCNF/PVA復(fù)合氣凝膠的熱性能58-59
• 4.7 本章小結(jié)59-60
• 5. 結(jié)論與展望60-62
• 5.1 結(jié)論60-61
• 5.2 展望61-62
• 參考文獻(xiàn)62-69
• 個人簡介69-72
• 致謝72

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 徐超;周斌;解德濱;沈軍;倪星元;徐展;;超低密度SiO2氣凝膠快速制備的新方法[J];材料導(dǎo)報;2006年06期

2 何方;趙紅雨;趙海雷;崔巍;徐三魁;;氣凝膠材料研究的新進(jìn)展[J];材料導(dǎo)報;2007年12期

3 ;氣凝膠，改變世界的神奇材料[J];高科技與產(chǎn)業(yè)化;2008年01期

4 沈軍，王玨，吳翔;氣凝膠──一種結(jié)構(gòu)可控的新型功能材料[J];材料科學(xué)與工程;1994年03期

5 王玨,沈軍;有機氣凝膠和碳?xì)饽z的研究與應(yīng)用[J];材料導(dǎo)報;1994年04期

6 王玨，周斌，吳衛(wèi)東，沈軍;硅氣凝膠材料的研究進(jìn)展[J];功能材料;1995年01期

7 ;利用離子液體制造二氧化硅氣凝膠[J];現(xiàn)代化工;2000年08期

8 李冀輝,胡勁松;有機氣凝膠研究進(jìn)展(Ⅰ)──有機氣凝膠發(fā)現(xiàn)、制備與分析[J];河北師范大學(xué)學(xué)報;2001年03期

9 李冀輝,胡勁松;有機氣凝膠研究進(jìn)展(Ⅱ)——有機氣凝膠的特性與應(yīng)用[J];河北師范大學(xué)學(xué)報;2001年04期

10 劉茜;固體空氣——氣凝膠在服裝和建筑中的應(yīng)用[J];國外紡織技術(shù);2004年05期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 蔡杰;張俐娜;Shigenori Kuga;;高強度纖維素/SiO2氣凝膠的結(jié)構(gòu)和性能[A];2009年全國高分子學(xué)術(shù)論文報告會論文摘要集（下冊）[C];2009年

2 姚先周;胡子君;孫陳誠;李俊寧;張宏波;;二氧化硅氣凝膠微結(jié)構(gòu)的熱設(shè)計[A];復(fù)合材料：創(chuàng)新與可持續(xù)發(fā)展(下冊)[C];2010年

3 劉世明;王慧;曾令可;;納米SiO_2氣凝膠的性能表征與分形維數(shù)[A];中國顆粒學(xué)會第六屆學(xué)術(shù)年會暨海峽兩岸顆粒技術(shù)研討會論文集（下）[C];2008年

4 鄧忠生;黃耀東;魏建東;楊靖;王玨;沈軍;陳玲燕;吳愛梅;;二氧化硅氣凝膠的表面修飾研究[A];第四屆中國功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會議論文集[C];2001年

5 劉寧;符若文;;球狀有機氣凝膠及其炭氣凝膠的結(jié)構(gòu)[A];2004年中國材料研討會論文摘要集[C];2004年

6 常智;趙海雷;何方;仇衛(wèi)華;周國治;曲選輝;;摻雜纖維的硅石氣凝膠的結(jié)構(gòu)與性能[A];華北地區(qū)硅酸鹽學(xué)會第八屆學(xué)術(shù)技術(shù)交流會論文集[C];2005年

7 王玨;沈軍;張波;蔣偉陽;陸獻(xiàn)平;;有機氣凝膠的熱傳輸機理研究[A];第二屆中國功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會議論文集[C];1995年

8 任洪波;張林;杜愛民;;快速制備塊狀氧化鐵氣凝膠的研究[A];第八屆全國核靶技術(shù)學(xué)術(shù)交流會論文摘要集[C];2004年

9 楊大祥;馮堅;周新貴;張長瑞;王娟;張浩;;低溫下酸/堿兩步法制備氧化硅氣凝膠[A];全國第三屆溶膠—凝膠科學(xué)技術(shù)學(xué)術(shù)會議論文摘要集[C];2004年

10 趙南;馮堅;姜勇剛;高慶福;馮軍宗;;耐高溫氣凝膠隔熱材料[A];2011·中國絕熱節(jié)能材料協(xié)會年會論文集[C];2011年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 本報記者 潘未末;年創(chuàng)產(chǎn)值20億 氣凝膠蘊含驚人商機[N];深圳特區(qū)報;2009年

2 本報記者 陳龍;“藍(lán)煙”裊裊向市場[N];中國航天報;2012年

3 西藏圣一新能源股份公司研究院院長 李光武;氣凝膠：可以改變世界的多功能新材料[N];中國建材報;2013年

4 宏文;二氧化硅氣凝膠有望產(chǎn)業(yè)化[N];中國建材報;2013年

5 戚翔;世界最輕固體將改變世界[N];工人日報;2007年

6 通訊員 何秦江;投資兩億 年產(chǎn)三噸[N];紹興日報;2006年

7 彭紅;中國氣凝膠產(chǎn)品打破美國壟斷局面[N];新華每日電訊;2008年

8 彭紅;氣凝膠產(chǎn)業(yè)化開啟納諾高科有望成最大供應(yīng)商[N];中國質(zhì)量報;2008年

9 通訊員 周煒 朱海洋 記者 潘劍凱;浙大實驗室誕生超輕氣凝膠[N];光明日報;2013年

10 閆潔;女科學(xué)家一次偶然經(jīng)歷,稻殼變廢為寶[N];新華每日電訊;2008年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 何松;二氧化硅氣凝膠及其復(fù)合材料制備與吸附應(yīng)用研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2016年

2 龍濤;塊狀鈦基氣凝膠的制備及光催化降解廢水中有機污染物實驗研究[D];中國地質(zhì)大學(xué);2016年

3 鄭文芝;二氧化硅氣凝膠研制及其結(jié)構(gòu)性能研究[D];華南理工大學(xué);2010年

4 趙忠強;氧化物氣凝膠的制備、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的研究[D];山東大學(xué);2008年

5 徐海s

本文編號：664854