木質(zhì)纖維素以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)及其化學(xué)性質(zhì)獲得了科研工作者的廣泛關(guān)注。本文以紙漿木質(zhì)纖維素為原料,采用表面化學(xué)改性方法制備具有不同潤(rùn)濕特性的木質(zhì)纖維素,探討木質(zhì)纖維素表面發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)機(jī)制,表面微觀結(jié)構(gòu)的形成過(guò)程、表面化學(xué)組成及其潤(rùn)濕性的變化規(guī)律。將所得的改性木質(zhì)纖維素用于油水分離,評(píng)價(jià)了改性木質(zhì)纖維素對(duì)不同類型油脂的吸收性能,以及對(duì)不同類型油水混合物的分離效率。本論文的研究為木質(zhì)纖維素表面潤(rùn)濕性調(diào)節(jié)以及綠色改性方法提供理論支持和高值化利用技術(shù)。每年全球各地溢油事件頻發(fā),極大地危害著生態(tài)和環(huán)境安全,而超潤(rùn)濕材料常用于處理這些環(huán)境危機(jī)。木質(zhì)纖維素以其優(yōu)良的可再生性以及功能可調(diào)控性,被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域,然而,在油水分離應(yīng)用領(lǐng)域卻鮮有研究。本文致力于木質(zhì)纖維素表面化學(xué)研究,通過(guò)綠色化學(xué)反應(yīng)調(diào)節(jié)其表面的潤(rùn)濕性并將其應(yīng)用于油水分離領(lǐng)域,主要研究?jī)?nèi)容如下四個(gè)方面:（1）探究在乙醇溶劑中硅烷偶聯(lián)劑通過(guò)水解反應(yīng)對(duì)木質(zhì)纖維素表面進(jìn)行超疏水改性的化學(xué)反應(yīng)機(jī)理,探究硅烷偶聯(lián)劑超疏水木質(zhì)纖維素表面形貌及其化學(xué)組成的變化對(duì)纖維表面潤(rùn)濕性的作用規(guī)律,研究硅烷偶聯(lián)劑超疏水木質(zhì)纖維素在不同相對(duì)濕度下的吸濕情況,構(gòu)建了浮油... 

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木質(zhì)纖維及其衍生物在各個(gè)領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用Fig.1-1Lignocellulosefiberanditsderivativesusedinvariousfields

第一章緒論3銅乙二胺溶液法和低溫氫氧化鈉尿素法[34,35]。纖維素由糖苷鍵聯(lián)接，由于分子間氫鍵相連纖維素通常顯現(xiàn)為剛性。氫鍵被破壞后分子鍵可自由旋轉(zhuǎn)則展現(xiàn)為柔性。圖1-2纖維素大分子鏈糖苷鍵的連接方式Fig.1-2Connectionmodeofglycosidicbondsofcellulosemacromolecularchains圖1-3纖維素大分子鏈內(nèi)部氫鍵相互作用示意圖.Fig.1-3Schematicrepresentationofhydrogenbondinginteractionsbetweenandwithincellulosemacromolecularchains.纖維素大分子鏈主要分為結(jié)晶區(qū)和非結(jié)晶區(qū)。如圖1-3所示[36]，每個(gè)葡萄糖環(huán)上都含有3個(gè)羥基，由于氧原子的電負(fù)性遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于氫原子，所以羥基官能團(tuán)的極性較強(qiáng)，偶極矩較大，可以對(duì)相鄰氫原子形成相互吸引，從而形成分子內(nèi)或分子間氫鍵。理論上講，纖維素的分子鏈的排列取向規(guī)律性越好，內(nèi)部氫鍵的作用力就越大，晶格缺陷就越少，分子間的氫鍵作用力就越大(這是因?yàn)闅滏I的作用力大小在納米級(jí)別)，趨向于形成可及性較低的結(jié)晶結(jié)構(gòu)；而分子鏈的排列取向規(guī)律性越差，晶格缺陷越多，形成的分子間和分子內(nèi)的氫鍵作用力就越少，因此纖維素的結(jié)晶度就越低，可及性相對(duì)高，在纖維素中形成一部分非結(jié)晶區(qū)。這兩部分結(jié)構(gòu)在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)速率存在差異，比如酸對(duì)非結(jié)晶區(qū)的水解速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于對(duì)結(jié)晶區(qū)的水解速率，這是由于非結(jié)晶區(qū)暴露的糖苷鍵數(shù)量更

的熱點(diǎn)技術(shù)，3D打印技術(shù)的原理是通過(guò)逐層堆砌打印的方式制備出各種形狀和材質(zhì)的目標(biāo)商品，這種先進(jìn)的制造技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用。然而，對(duì)熱塑性材料的過(guò)度依賴使所制備的材料難以降解，不符綠色可持續(xù)理念，因此開發(fā)新型可降解的3D打印技術(shù)是目前的研究熱點(diǎn)。南京林業(yè)大學(xué)王志國(guó)副教授團(tuán)隊(duì)[41]通過(guò)文獻(xiàn)調(diào)研，介紹以木質(zhì)纖維和聚乳酸為主要原料，通過(guò)3D打印技術(shù)制備不同類型的目標(biāo)產(chǎn)品，材料對(duì)環(huán)境友好，對(duì)加工設(shè)備要求低，并且熱力學(xué)性能和力學(xué)性能也具有良好的效果，但是木質(zhì)纖維和聚乳酸的界面相容性還值得深入研究。圖1-4產(chǎn)品展示[42]：纖維素基材3D打印的各種模型物Fig.1-4Variousmodelsprintedoncellulosesubstrate生物質(zhì)纖維素氣凝膠基材也是目前的研究熱點(diǎn)之一，氣凝膠因?yàn)槠涮厥獾娜S結(jié)構(gòu)，使其具有高比表面積、輕質(zhì)、高孔隙率以及優(yōu)異的保溫性能。這些氣凝膠被廣泛的用于吸附金屬離子、吸附染料、油水分離、導(dǎo)電材料、隔熱材料、電磁屏蔽等領(lǐng)域[43-48]，

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]異硫氰酸酯參與的含氮雜環(huán)化合物合成反應(yīng)研究[D]. 竇謙.青島科技大學(xué) 2017
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[3]纖維素在銅氨溶液和銅乙二胺溶液中的溶解及再生[D]. 張須友.青島大學(xué) 2012



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