超輕、彈性碳?xì)饽z在可穿戴式壓力傳感電子設(shè)備、柔性儲能系統(tǒng)、電磁屏蔽等各方面具有巨大的應(yīng)用前景,因而引起了科研工作者極大的興趣。但由于微觀結(jié)構(gòu)及碳化過程不可控,以可再生的生物質(zhì)構(gòu)建兼具優(yōu)異機(jī)械性能及電學(xué)性能的碳?xì)饽z仍然是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。為了解決生物質(zhì)碳?xì)饽z可壓縮與耐疲勞問題,本論文以水溶性羧甲基纖維素鈉和羥丙基甲基纖維素為碳源、氧化石墨烯為結(jié)構(gòu)導(dǎo)向材料,通過結(jié)合定向冷凍、預(yù)氧化、碳化構(gòu)建了薄片層狀結(jié)構(gòu)的碳?xì)饽z,具有優(yōu)異的機(jī)械性能和良好的壓力傳感性能,在可穿戴電子器件中具有良好的應(yīng)用前景。研究內(nèi)容如下:（1）通過改進(jìn)的Hummers法成功制備了結(jié)構(gòu)性能較好的氧化石墨烯（GO）,并采用透射電鏡（TEM）、紅外光譜（FTIR）、拉曼光譜（Raman）及X射線衍射（XRD）對其結(jié)構(gòu)與組成進(jìn)行了分析。以羧甲基纖維素鈉（CMC）為生物質(zhì)碳源時(shí),通過定向冷凍、高溫碳化制備了彈性碳?xì)饽z（C-CMC/r GO-4）。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),純CMC氣凝膠雖具有相對高的碳得率（32.3%）,但由于具有較大、不規(guī)整的片層微觀結(jié)構(gòu),導(dǎo)致碳化后樣品機(jī)械性能較差。由于GO對CMC具有效層狀誘導(dǎo)作用,CMC/r GO... 

【文章來源】：華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

纖維素化學(xué)結(jié)構(gòu)示意圖

華南理工大學(xué)碩士學(xué)位論文2其他材料的相容性等，常見的化學(xué)改性方法見圖1-2[24]。纖維素分子中的每個(gè)葡萄糖基環(huán)單元上有3個(gè)活潑的羥基（-OH）：一個(gè)伯羥基（C6位）和兩個(gè)仲羥基（C2位、C3位），可發(fā)生如氧化、醚化、酯化、交聯(lián)、接枝共聚等與羥基有關(guān)的一系列化學(xué)反應(yīng)。圖1-1纖維素化學(xué)結(jié)構(gòu)示意圖Figure1-1Structureofcellulose.圖1-2纖維素常見的化學(xué)改性方法[24]Figure1-2Commonchemicalmodificationmethodsofcellulose[24].1.3纖維素醚纖維素醚是纖維素經(jīng)醚化改性而制得的一類纖維素衍生物（如圖1-3）。纖維素醚種類繁多，按醚化反應(yīng)所得分子上取代基的不同，可分為單一醚類和混合醚類。如表1-1

第一章緒論3所示，根據(jù)纖維素改性后離子性不同可以分為非離子型（如羥丙基甲基纖維素）、陰離子（如羧甲基纖維素鈉）、陽離子（如3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨纖維素醚）和兩性離子纖維素醚（如兩性纖維素醚AHEC，分子鏈上不僅含有羧甲基陰離子基團(tuán)，還含有季銨陽離子基團(tuán)[25]）。纖維素經(jīng)醚化后能溶于水、稀酸、稀堿溶液和有機(jī)溶劑，溶解度主要取決于取代基的分布、取代度、聚合度、取代基的物理化學(xué)性質(zhì)。醚類纖維素種類繁多，部分產(chǎn)品如羧甲基纖維素（CMC）、羥丙基甲基纖維素（HPMC）、羥丙基纖維素（HPC）等已實(shí)現(xiàn)商品化。纖維素醚是纖維素衍生物最主要的品種之一，纖維素醚以其資源豐富、性能優(yōu)良、具有廣闊的發(fā)展前景，而在各個(gè)領(lǐng)域中的用途越來越廣泛。圖1-3纖維素醚結(jié)構(gòu)式Figure1-3Structureofcelluloseether.表1-1各類纖維素醚Table1-1Typesofcelluloseether纖維素醚種類R1R2非離子纖維素醚HCH3,CH2CH2OH,CH2CH2CH2OH,CH2CN,CH2CH2CH2CH2OH,CH2COONa陰離子纖維素醚H,CH2CH2OH,CH2CH2CH2OHCH2COONa陽離子纖維素醚H,CH3,CH2CH2OH,CH2CH2CH2OHCH2CHOHCH2N+(CH3)2CH3Cl-兩性離子纖維素醚CH2COONaCH2CHOHCH2N+(CH3)2CH3Cl-1.4碳?xì)饽z碳?xì)饽z（Carbonaerogel）是一類具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的多孔碳材料，最早由美國LawrenceLivermore國家實(shí)驗(yàn)室制備出來，將間苯二酚-甲醛（RF）有機(jī)氣凝膠進(jìn)行高溫?zé)崃呀舛玫剑撎細(xì)饽z耐溫性高達(dá)3000℃（在惰性和真空氛圍下），解決了常規(guī)氣凝膠熱穩(wěn)定性差的問題，從而掀起了研究碳?xì)饽z的熱潮[26]。至今，大多數(shù)碳?xì)饽z是

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]纖維素的研究進(jìn)展[J]. 付時(shí)雨.  中國造紙. 2019(06)
[2]羥丙基甲基纖維素高吸水性樹脂制備與性能表征[J]. 王宇欣,李雪嫄,趙亞楠,王平智.  農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2019(02)
[3]殼聚糖/羥丙基甲基纖維素溫敏水凝膠的制備[J]. 陳麗嫚,汪濤,李康.  高分子材料科學(xué)與工程. 2016(11)
[4]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)
[5]纖維素的改性及應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 羅成成,王暉,陳勇.  化工進(jìn)展. 2015(03)
[6]羧甲基纖維素制備方法及其生產(chǎn)工藝研究進(jìn)展[J]. 李外,趙雄虎,季一輝,賈佳,趙武.  石油化工. 2013(06)
[7]兩性纖維素醚的合成及流變性能的研究[J]. 梁亞琴,胡志勇.  應(yīng)用化工. 2009(03)
[8]羥丙基甲基纖維素的流變性質(zhì)及熱凝膠化行為[J]. 賈曉輝,沈青.  纖維素科學(xué)與技術(shù). 2008(03)
[9]羧甲基纖維素鈉在食品工業(yè)中的應(yīng)用研究[J]. 謝麗源,甘炳成.  農(nóng)產(chǎn)品加工(學(xué)刊). 2007(01)
[10]膠原蛋白/羧甲基纖維素（CMC）膜的制備及其力學(xué)性能研究[J]. 張美云,劉鎏,申前鋒,程鳳俠.  中國皮革. 2006(13)

博士論文
[1]化學(xué)還原氧化石墨烯及其衍生物的制備、性質(zhì)和應(yīng)用研究[D]. 張佳利.上海交通大學(xué) 2011
[2]羥丙基甲基纖維素的接枝改性、化學(xué)修飾及應(yīng)用性能研究[D]. 王麗麗.天津大學(xué) 2007

碩士論文
[1]殼聚糖/羥丙基甲基纖維素包裝薄膜及其改性研究[D]. 吳俊紅.浙江理工大學(xué) 2010



本文編號：3436653