氨基甲酸酯法再生纖維素透明膜及凝膠的制備與性能研究
發(fā)布時間:2022-12-07 23:58
隨著綠色可持續(xù)發(fā)展的要求,對于綠色環(huán)保材料的需求和品質(zhì)要求越來越高,纖維素就是一種重要的綠色環(huán)保材料之一,在自然界中的儲存量非常豐富。纖維素膜以及纖維素凝膠產(chǎn)品基于纖維素生物可降解等優(yōu)點成為研究的熱門。目前,纖維素基復合膜以及凝膠產(chǎn)品已經(jīng)應用于分離重金屬、吸附有害染料等領域。但是,它們普遍存在透明性差、制備過程復雜、制備過程污染嚴重等缺點,同時,由于纖維素內(nèi)部存在大量的氫鍵,導致纖維素難以溶解,它們的開發(fā)應用受到很大程度的限制。所以,改善纖維素溶解度的同時,制備出更加透明且具備分離能力的膜材料以及具有吸附能力的凝膠材料至關重要。本論文以纖維素木漿粕和尿素為原料,利用低成本且環(huán)保的固液相法合成纖維素氨基甲酸酯(含氮量達到了4.5%),以氫氧化鈉水溶液為溶劑,通過對纖維素氨基甲酸酯溶解再生制備再生纖維素透明膜、再生纖維素水凝膠以及氣凝膠。纖維素氨基甲酸酯溶液在凝固浴中經(jīng)過再生固定成型,制備高透明且具有強分離能力的再生纖維素膜。通過傅里葉紅外變換(FTIR)光譜、X射線衍射(XRD)光譜、熱重(TG)分析以及掃描電子顯微鏡(SEM)分析等進行表征分析。通過正交實驗設計以及極差分析,對影響再生...
【文章頁數(shù)】:80 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 纖維素溶解體系
1.1.1 NMMO法溶解纖維素
1.1.2 LiCL/DMAc體系溶解纖維素
1.1.3 離子液體溶解纖維素
1.1.4 深共晶溶劑溶解纖維素
1.2 再生纖維素膜
1.2.1 再生纖維素透明膜
1.2.2 再生纖維素分離膜
1.3 水凝膠
1.3.1 纖維素基水凝膠
1.3.2 纖維素基水凝膠的應用
1.4 氣凝膠
1.4.1 生物質(zhì)氣凝膠
1.4.2 纖維素氣凝膠
1.4.3 纖維素氣凝膠的應用
1.5 纖維素黃酸酯與氨基甲酸酯
1.5.1 纖維素黃酸酯
1.5.2 纖維素氨基甲酸酯
1.6 本論文研究的目的、意義和研究內(nèi)容
1.6.1 目的和意義
1.6.2 研究內(nèi)容
第二章 再生纖維素透明膜的制備與性能研究
2.1 引言
2.2 實驗部分
2.2.1 實驗試劑及原料
2.2.2 實驗儀器及設備
2.2.3 實驗設計
2.2.3.1 正交實驗設計
2.2.3.2 極差分析
2.2.4 再生纖維素膜的制備
2.2.4.1 纖維素氨基甲酸酯的制備
2.2.4.2 纖維素氨基甲酸酯的溶解
2.2.4.3 凝固浴的配制
2.2.4.4 再生纖維素透明膜的制備
2.2.5 測試與表征
2.2.5.1 紅外光譜(FTIR)測試
2.2.5.2 X射線衍射(XRD)測試
2.2.5.3 熱重(TG)測試
2.2.5.4 再生纖維素膜透明性測試
2.2.5.5 力學性能測試
2.2.5.6 水通量和截留染料性能測試
2.2.5.7 油水分離以及抗污性能測試
2.2.5.8 掃描電子顯微鏡(SEM)測試
2.3 結(jié)果與討論
2.3.1 紅外光譜(FTIR)分析
2.3.2 X射線衍射(XRD)分析
2.3.3 熱重(TG)分析
2.3.4 透明性分析
2.3.5 最優(yōu)實驗方案驗證
2.3.6 力學性能分析
2.3.7 再生纖維素膜染料截留性能分析
2.3.8 油水分離以及抗污染性能分析
2.3.9 形貌分析
2.4 本章小結(jié)
第三章 再生纖維素水凝膠及氣凝膠的制備與性能研究
3.1 引言
3.2 實驗部分
3.2.1 實驗試劑及原料
3.2.2 實驗儀器
3.2.3 再生纖維素凝膠的制備
3.2.3.1 纖維素氨基甲酸酯的制備
3.2.3.2 再生纖維素水凝膠的制備
3.2.3.3 再生纖維素氣凝膠的制備
3.2.4 測試與表征
3.2.4.1 透明性測試
3.2.4.2 紅外光譜(FTIR)測試
3.2.4.3 X射線衍射(XRD)測試
3.2.4.4 熱重(TG)測試
3.2.4.5 力學性能測試
3.2.4.6 吸附染料測試
3.2.4.7 吸水率測試
3.2.4.8 溶脹比測試
3.2.4.9 吸附動力學討論
3.3 結(jié)果與討論
3.3.1 紅外光譜(FTIR)分析
3.3.2 X射線衍射(XRD)分析
3.3.3 熱重(TG)分析
3.3.4 水凝膠透明性與吸水率分析
3.3.5 水凝膠力學性能分析
3.3.6 再生纖維素水凝膠吸附染料性能分析
3.3.7 再生纖維素水凝膠吸附動力學討論
3.3.8 氣凝膠吸水率及溶脹比分析
3.3.9 掃描電子顯微鏡(SEM)分析
3.4 本章小結(jié)
第四章 全文總結(jié)
參考文獻
發(fā)表論文和參加科研情況
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]纖維素的研究進展[J]. 付時雨. 中國造紙. 2019(06)
[2]木漿纖維素氨基甲酸酯法再生纖維素纖維的制備及性能[J]. 曾岑,侯偉,張少杰,余超,尹翠玉. 高分子材料科學與工程. 2019(07)
[3]非衍生化溶劑體系制備再生纖維素膜及其性能研究[J]. 王澌潔,李怡,李丹,吳忠旋,蒲俊文. 中國造紙學報. 2019(02)
[4]滲透汽化汽油脫硫膜材料[J]. 展俠,孫曉芳,徐恒俐,李繼定. 化學進展. 2019(05)
[5]纖維素溶劑及其溶解性能和特點[J]. 王晨,劉文波. 黑龍江造紙. 2018(03)
[6]纖維素氨基甲酸酯的制備及再生膜的應用[J]. 余國民,滕云,傅軼凡,尹翠玉. 高分子材料科學與工程. 2017(09)
[7]離子液體中天然纖維素的溶解研究進展[J]. 胡文波,呂洪鳳. 化工進展. 2016(S2)
[8]Transparent and flame retardant cellulose/aluminum hydroxide nanocomposite aerogels[J]. Bin Yuan,Jinming Zhang,Jian Yu,Rui Song,Qinyong Mi,Jiasong He,Jun Zhang. Science China(Chemistry). 2016(10)
[9]纖維素基氣凝膠型吸油材料的研究進展[J]. 劉宏治,陳宇飛,耿璧垚,茹靜,杜春貴,金春德,韓景泉. 高分子學報. 2016(05)
[10]基于纖維素的氣凝膠材料[J]. 馬書榮,米勤勇,余堅,何嘉松,張軍. 化學進展. 2014(05)
本文編號:3713121
【文章頁數(shù)】:80 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 纖維素溶解體系
1.1.1 NMMO法溶解纖維素
1.1.2 LiCL/DMAc體系溶解纖維素
1.1.3 離子液體溶解纖維素
1.1.4 深共晶溶劑溶解纖維素
1.2 再生纖維素膜
1.2.1 再生纖維素透明膜
1.2.2 再生纖維素分離膜
1.3 水凝膠
1.3.1 纖維素基水凝膠
1.3.2 纖維素基水凝膠的應用
1.4 氣凝膠
1.4.1 生物質(zhì)氣凝膠
1.4.2 纖維素氣凝膠
1.4.3 纖維素氣凝膠的應用
1.5 纖維素黃酸酯與氨基甲酸酯
1.5.1 纖維素黃酸酯
1.5.2 纖維素氨基甲酸酯
1.6 本論文研究的目的、意義和研究內(nèi)容
1.6.1 目的和意義
1.6.2 研究內(nèi)容
第二章 再生纖維素透明膜的制備與性能研究
2.1 引言
2.2 實驗部分
2.2.1 實驗試劑及原料
2.2.2 實驗儀器及設備
2.2.3 實驗設計
2.2.3.1 正交實驗設計
2.2.3.2 極差分析
2.2.4 再生纖維素膜的制備
2.2.4.1 纖維素氨基甲酸酯的制備
2.2.4.2 纖維素氨基甲酸酯的溶解
2.2.4.3 凝固浴的配制
2.2.4.4 再生纖維素透明膜的制備
2.2.5 測試與表征
2.2.5.1 紅外光譜(FTIR)測試
2.2.5.2 X射線衍射(XRD)測試
2.2.5.3 熱重(TG)測試
2.2.5.4 再生纖維素膜透明性測試
2.2.5.5 力學性能測試
2.2.5.6 水通量和截留染料性能測試
2.2.5.7 油水分離以及抗污性能測試
2.2.5.8 掃描電子顯微鏡(SEM)測試
2.3 結(jié)果與討論
2.3.1 紅外光譜(FTIR)分析
2.3.2 X射線衍射(XRD)分析
2.3.3 熱重(TG)分析
2.3.4 透明性分析
2.3.5 最優(yōu)實驗方案驗證
2.3.6 力學性能分析
2.3.7 再生纖維素膜染料截留性能分析
2.3.8 油水分離以及抗污染性能分析
2.3.9 形貌分析
2.4 本章小結(jié)
第三章 再生纖維素水凝膠及氣凝膠的制備與性能研究
3.1 引言
3.2 實驗部分
3.2.1 實驗試劑及原料
3.2.2 實驗儀器
3.2.3 再生纖維素凝膠的制備
3.2.3.1 纖維素氨基甲酸酯的制備
3.2.3.2 再生纖維素水凝膠的制備
3.2.3.3 再生纖維素氣凝膠的制備
3.2.4 測試與表征
3.2.4.1 透明性測試
3.2.4.2 紅外光譜(FTIR)測試
3.2.4.3 X射線衍射(XRD)測試
3.2.4.4 熱重(TG)測試
3.2.4.5 力學性能測試
3.2.4.6 吸附染料測試
3.2.4.7 吸水率測試
3.2.4.8 溶脹比測試
3.2.4.9 吸附動力學討論
3.3 結(jié)果與討論
3.3.1 紅外光譜(FTIR)分析
3.3.2 X射線衍射(XRD)分析
3.3.3 熱重(TG)分析
3.3.4 水凝膠透明性與吸水率分析
3.3.5 水凝膠力學性能分析
3.3.6 再生纖維素水凝膠吸附染料性能分析
3.3.7 再生纖維素水凝膠吸附動力學討論
3.3.8 氣凝膠吸水率及溶脹比分析
3.3.9 掃描電子顯微鏡(SEM)分析
3.4 本章小結(jié)
第四章 全文總結(jié)
參考文獻
發(fā)表論文和參加科研情況
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]纖維素的研究進展[J]. 付時雨. 中國造紙. 2019(06)
[2]木漿纖維素氨基甲酸酯法再生纖維素纖維的制備及性能[J]. 曾岑,侯偉,張少杰,余超,尹翠玉. 高分子材料科學與工程. 2019(07)
[3]非衍生化溶劑體系制備再生纖維素膜及其性能研究[J]. 王澌潔,李怡,李丹,吳忠旋,蒲俊文. 中國造紙學報. 2019(02)
[4]滲透汽化汽油脫硫膜材料[J]. 展俠,孫曉芳,徐恒俐,李繼定. 化學進展. 2019(05)
[5]纖維素溶劑及其溶解性能和特點[J]. 王晨,劉文波. 黑龍江造紙. 2018(03)
[6]纖維素氨基甲酸酯的制備及再生膜的應用[J]. 余國民,滕云,傅軼凡,尹翠玉. 高分子材料科學與工程. 2017(09)
[7]離子液體中天然纖維素的溶解研究進展[J]. 胡文波,呂洪鳳. 化工進展. 2016(S2)
[8]Transparent and flame retardant cellulose/aluminum hydroxide nanocomposite aerogels[J]. Bin Yuan,Jinming Zhang,Jian Yu,Rui Song,Qinyong Mi,Jiasong He,Jun Zhang. Science China(Chemistry). 2016(10)
[9]纖維素基氣凝膠型吸油材料的研究進展[J]. 劉宏治,陳宇飛,耿璧垚,茹靜,杜春貴,金春德,韓景泉. 高分子學報. 2016(05)
[10]基于纖維素的氣凝膠材料[J]. 馬書榮,米勤勇,余堅,何嘉松,張軍. 化學進展. 2014(05)
本文編號:3713121
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