細(xì)菌纖維素(BC)具有超細(xì)三維多孔纖維結(jié)構(gòu),高的孔隙率、化學(xué)純度和比表面積,良好的機(jī)械性能及生物相容性,且表面存在大量活性反應(yīng)基團(tuán),為改性及表面修飾提供了有利的化學(xué)環(huán)境。因此,以細(xì)菌纖維素為基體的功能化細(xì)菌纖維素納米復(fù)合材料受到了研究人員的關(guān)注,被廣泛應(yīng)用于儲能器件、電磁材料、復(fù)合增強(qiáng)、生物傳感器、醫(yī)用材料及廢水處理等領(lǐng)域。在納米碳家族中,石墨烯是二維蜂窩狀晶格結(jié)構(gòu)的碳單層材料,因其超大的理論表面積、高導(dǎo)電性而被認(rèn)為是最有望用于超級電容器的材料。然而,石墨烯片層間由于存在強(qiáng)烈的π-π相互作用,易團(tuán)聚、堆疊,導(dǎo)致其在電極材料中的不均勻分布和較差的電解液浸潤性,嚴(yán)重限制了其在超級電容器中的應(yīng)用性能。針對上述問題,本論文首次引入了 3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨(QA)陽離子化改性的BC(QA-BC)來抑制石墨烯片層間的π-π相互作用,解決了還原氧化石墨烯(RGO)片層之間的易堆疊團(tuán)聚的問題,制備出了具有良好電化學(xué)性能的QA-BC/RGO電極材料。納米四氧化三鐵(Fe3O4)由于其具有小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)、較高的居里溫度、穩(wěn)定性好、低毒、生物相容性強(qiáng)等優(yōu)點,被廣泛應(yīng)用于微波吸收材料、生物醫(yī)藥...

【文章頁數(shù)】：129 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
引言
    1.1 細(xì)菌纖維素研究概況
        1.1.1 纖維素
        1.1.2 納米纖維素
        1.1.3 細(xì)菌纖維素
    1.2 細(xì)菌纖維素在儲能器件方向的研究進(jìn)展
        1.2.1 超級電容器
        1.2.2 纖維素基電極材料在超級電容器中的應(yīng)用
        1.2.3 纖維素基電極材料的改性
    1.3 細(xì)菌纖維素在吸波材料方向的研究進(jìn)展
        1.3.1 吸波材料簡介
        1.3.2 Fe₃O₄的簡介及其制備方法
        1.3.3 Fe₃O₄改性細(xì)菌纖維素研究進(jìn)展
        1.3.4 水性涂料
    1.4 本文研究意義及主要研究內(nèi)容
        1.4.1 研究目的及意義
        1.4.2 研究內(nèi)容
2 細(xì)菌纖維素-石墨烯復(fù)合材料的制備及其性能研究
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 實驗原料及試劑
        2.2.2 實驗儀器及設(shè)備
        2.2.3 還原氧化石墨烯(RGO)的制備
        2.2.4 陽離子型纖維素(QA-BC)分散液的制備
        2.2.5 陽離子型纖維素/石墨烯(QA-BC/RGO)的制備
        2.2.6 電極材料的制備
        2.2.7 結(jié)構(gòu)表征
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 氧化石墨烯以及還原氧化石墨烯的結(jié)構(gòu)性能研究
        2.3.2 陽離子改性前后細(xì)菌纖維素/石墨烯復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)性能研究
    2.4 本章小結(jié)
3 細(xì)菌纖維素-四氧化三鐵復(fù)合材料的制備及其性能研究
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 實驗原料及試劑
        3.2.2 實驗儀器及設(shè)備
        3.2.3 Fe₃O₄納米粒子的共沉淀法制備
        3.2.4 BC/Fe₃O₄的原位共沉淀法制備
        3.2.5 EDTA-BC/Fe₃O₄復(fù)合材料的制備
        3.2.6 WEP/EDTA-BC/Fe₃O₄復(fù)合材料的制備
        3.2.7 測試與表征
    3.3 共沉淀法制備Fe₃O₄納米粒子的結(jié)果與討論
        3.3.1 正交試驗結(jié)果與討論
        3.3.2 單因素實驗結(jié)果與討論
    3.4 BC/Fe₃O₄復(fù)合材料結(jié)果與討論
        3.4.1 磁性改性BC前后的性能對比
        3.4.2 BC濃度對BC/Fe₃O₄復(fù)合材料性能的影響
    3.5 EDTA-BC/Fe₃O₄復(fù)合材料結(jié)果與討論
        3.5.1 EDTA改性BC效果分析
        3.5.2 EDTA-BC/Fe₃O₄復(fù)合材料的性能
    3.6 WEP/EDTA-BC/Fe₃O₄的性能及其吸波應(yīng)用
        3.6.1 WEP/EDTA-BC/Fe₃O₄的形貌分析
        3.6.2 WEP/EDTA-BC/Fe₃O₄的性能
        3.6.3 WEP/EDTA-BC/Fe₃O₄的吸波應(yīng)用
    3.7 本章小結(jié)
4 結(jié)論與創(chuàng)新點
    4.1 結(jié)論
        4.1.1 細(xì)菌纖維素-石墨烯復(fù)合材料的制備及其性能研究
        4.1.2 細(xì)菌纖維素-四氧化三鐵復(fù)合材料的制備及其性能研究
    4.2 創(chuàng)新點
    4.3 進(jìn)一步工作
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀博士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄



本文編號：3827846