氧化石墨烯改性蠶絲及其復(fù)合絲和織物材料的制備與性能研究
發(fā)布時(shí)間:2020-12-14 11:50
蠶絲作為天然蛋白質(zhì)纖維,具有優(yōu)異的力學(xué)性能、良好的生物相容性和可大規(guī)模獲取等優(yōu)勢(shì),除作為紡織纖維之外,已通過多種形式應(yīng)用到生物醫(yī)用、電子信息等領(lǐng)域。蠶絲材料的開發(fā)及應(yīng)用可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)蠶絲的價(jià)值,是解決蠶絲擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域難題的重要方向,也是增強(qiáng)蠶絲產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要手段。將蠶絲與高性能納米材料以多種不同的形式復(fù)合制備功能性復(fù)合蠶絲材料是當(dāng)今研究的熱點(diǎn)。養(yǎng)蠶添食法制備高性能、多功能蠶絲是一種相對(duì)節(jié)能、環(huán)保的蠶絲改性方法,具有產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用前景。而蠶絲織物的后整理是較為簡(jiǎn)單、快速的一種方式,是制備蠶絲功能織物最為普遍的方法。通過靜電紡絲的方式可以將再生絲素制備成復(fù)合微細(xì)纖維材料,具有高比表面積、高孔隙率以及尺寸效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn),在各個(gè)領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用;谝陨先N蠶絲復(fù)合材料的制備方法,本研究采用納米材料—氧化石墨烯(GO)改性蠶絲,系統(tǒng)研究了添食氧化石墨烯對(duì)家蠶生長(zhǎng)、結(jié)繭、部分酶活性以及蠶絲性能的影響,分析了蠶絲改性的機(jī)理。通過后整理方式制備了復(fù)合導(dǎo)電蠶絲織物,測(cè)試其性能,探究導(dǎo)電蠶絲織物的潛在應(yīng)用。同時(shí)采用靜電紡絲的方式制備了蠶絲微細(xì)纖維膜材料,對(duì)其基本性能進(jìn)行研究,并評(píng)價(jià)其作為一次性防護(hù)口罩的...
【文章來源】:西南大學(xué)重慶市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:133 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
拉曼光譜:(S0)未處理蠶絲織物,(S1,S2,S3)氧化石墨烯復(fù)合蠶絲織物,(S00)熱還原未處理蠶絲織物,(S11,S22,S33)還原氧化石墨烯復(fù)合蠶絲織物
圖5-7是蠶絲織物X射線光電子能譜圖,圖中所有蠶絲織物樣品都顯示出三個(gè)尖峰,分別對(duì)應(yīng)C1s(284.8 eV)、N1s(399.8 eV)、O1s(531.5 eV)。其中未處理蠶絲織物和熱還原處理蠶絲織物的元素含量差別不大。而還原氧化石墨烯復(fù)合蠶絲織物(S1,S2,S3)的C1s、N1s和O1s的峰強(qiáng)度發(fā)生了變化,相對(duì)于氧化石墨烯復(fù)合蠶絲織物而言(S11,S22,S33)?梢钥闯,氧化石墨烯復(fù)合蠶絲織物經(jīng)過熱處理之后,C1s峰強(qiáng)明顯增加,O1s峰強(qiáng)減弱。而對(duì)高分辨率X射線光電子能譜圖分峰擬合(圖5-8)表明:在284.7、286和288 eV處分別對(duì)應(yīng)未氧化的C,C-O/C-N鍵和C=O鍵[143,144]。蠶絲織物相對(duì)化學(xué)元素含量和元素含量比列于表5-1中,經(jīng)過熱還原處理之后,氧化石墨烯復(fù)合蠶絲織物(S1,S2,S3)的C/O比從2.43、2.53、2.34分別增加到3.11、3.22和3.84。并且C-C的含量從28.36%、28.46%和24.82%分別增加到52.64%、54.27%和54.03%。證明氧化石墨烯中的含氧基團(tuán)通過熱處理被部分去除。圖5-8高分辨率X射線光電子能譜圖:(S0)未處理蠶絲織物,(S1,S2,S3)氧化石墨烯復(fù)合蠶絲織物,(S00)熱還原未處理蠶絲織物,(S11,S22,S33)還原氧化石墨烯復(fù)合蠶絲織物
圖5-7 X射線光電子能譜全譜圖:(S0)未處理蠶絲織物,(S1,S2,S3)氧化石墨烯復(fù)合蠶絲織物,(S00)熱還原未處理蠶絲織物,(S11,S22,S33)還原氧化石墨烯復(fù)合蠶絲織物5.2.4 還原氧化石墨烯復(fù)合蠶絲織物的力學(xué)性能
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Super?strong and Intrinsically Fluorescent Silkworm Silk from Carbon Nanodots Feeding[J]. Suna Fan,Xiaoting Zheng,Qi Zhan,Huihui Zhang,Huili Shao,Jiexin Wang,Chengbo Cao,Meifang Zhu,Dan Wang,Yaopeng Zhang. Nano-Micro Letters. 2019(04)
[2]蠶絲/PHA長(zhǎng)絲織物的性能研究[J]. 張怡,陳翠婷,眭建華. 現(xiàn)代絲綢科學(xué)與技術(shù). 2019(05)
[3]攝入石墨烯量子點(diǎn)的家蠶可直接吐出力學(xué)性能增強(qiáng)的蠶絲(英文)[J]. 馬琳,Maxwell Akologo Akurugu,Vivian Andoh,劉海燕,宋江超,武國(guó)華,李龍. Science China Materials. 2019(02)
[4]石墨烯整理蠶絲織物的導(dǎo)電性能[J]. 曹機(jī)良,王潮霞. 紡織學(xué)報(bào). 2018(12)
[5]石墨烯/蠶絲復(fù)合材料研究進(jìn)展[J]. 趙兵,祁寧,徐安長(zhǎng),鐘洲,車明國(guó). 紡織學(xué)報(bào). 2018(10)
[6]紫外熒光蠶絲的添食育蠶法制備及結(jié)構(gòu)性能研究[J]. 鄭小婷,趙夢(mèng)露,張慧慧,邵惠麗,胡學(xué)超,張耀鵬. 合成技術(shù)及應(yīng)用. 2018(01)
[7]天然彩色繭的染料添食試驗(yàn)[J]. 蘭麗盼,黃美紅,吳純清. 江蘇蠶業(yè). 2017(03)
[8]家蠶幼蟲添食不同色素組合對(duì)蠶繭質(zhì)量的影響[J]. 章玉萍,陳明,張麗麗,代君君,吳傳華,劉健,范濤. 中國(guó)蠶業(yè). 2016(02)
[9]添食色素對(duì)家蠶繭質(zhì)影響的研究[J]. 章玉萍,張麗麗,陳明,代君君,吳傳華,劉健,范濤. 北方蠶業(yè). 2015(04)
[10]大側(cè)基氨基酸含量對(duì)蠶絲織品老化狀況的表征研究[J]. 賈麗玲,吳子?jì)?鄭海玲,周旸,趙宏業(yè),邢夢(mèng)陽(yáng). 浙江理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2015(11)
博士論文
[1]基于氧化石墨烯柔性導(dǎo)電纖維材料制備及性能[D]. 曹機(jī)良.江南大學(xué) 2017
[2]絲素蛋白溶液的仿生紡絲研究[D]. 王洪.東華大學(xué) 2005
[3]蜘蛛絲優(yōu)異力學(xué)性能的結(jié)構(gòu)機(jī)理及其;痆D]. 潘志娟.蘇州大學(xué) 2002
碩士論文
[1]飼喂碳材料改性蠶絲導(dǎo)熱性能的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 柳守婷.青島理工大學(xué) 2018
[2]石墨烯功能性整理蠶絲織物及其結(jié)構(gòu)和性能研究[D]. 吉益民.蘇州大學(xué) 2018
[3]聚吡咯修飾蠶絲的制備及其在柔性電子器件中的應(yīng)用[D]. 李彬天.西南大學(xué) 2018
[4]金屬納米材料對(duì)家蠶蠶絲結(jié)構(gòu)及力學(xué)性能的影響[D]. 宋鵬.江蘇科技大學(xué) 2017
[5]納米功能化蠶絲織物的制備及其在可穿戴領(lǐng)域的應(yīng)用研究[D]. 毛翠萍.西南大學(xué) 2016
[6]基于納米粒子添食育蠶法改性家蠶繭絲[D]. 蔡凌月.東華大學(xué) 2016
[7]喂食法制備蠶絲纖維及其結(jié)構(gòu)與性能研究[D]. 張春華.武漢紡織大學(xué) 2015
[8]羅丹明改性天然蠶絲的制備及結(jié)構(gòu)研究[D]. 季金燕.東華大學(xué) 2014
[9]添食法生產(chǎn)彩色繭絲的應(yīng)用研究[D]. 蔣赟斐.蘇州大學(xué) 2011
[10]靜電紡MWNTs/絲素復(fù)合納米纖維的結(jié)構(gòu)與性能[D]. 徐安長(zhǎng).蘇州大學(xué) 2010
本文編號(hào):2916363
【文章來源】:西南大學(xué)重慶市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:133 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
拉曼光譜:(S0)未處理蠶絲織物,(S1,S2,S3)氧化石墨烯復(fù)合蠶絲織物,(S00)熱還原未處理蠶絲織物,(S11,S22,S33)還原氧化石墨烯復(fù)合蠶絲織物
圖5-7是蠶絲織物X射線光電子能譜圖,圖中所有蠶絲織物樣品都顯示出三個(gè)尖峰,分別對(duì)應(yīng)C1s(284.8 eV)、N1s(399.8 eV)、O1s(531.5 eV)。其中未處理蠶絲織物和熱還原處理蠶絲織物的元素含量差別不大。而還原氧化石墨烯復(fù)合蠶絲織物(S1,S2,S3)的C1s、N1s和O1s的峰強(qiáng)度發(fā)生了變化,相對(duì)于氧化石墨烯復(fù)合蠶絲織物而言(S11,S22,S33)?梢钥闯,氧化石墨烯復(fù)合蠶絲織物經(jīng)過熱處理之后,C1s峰強(qiáng)明顯增加,O1s峰強(qiáng)減弱。而對(duì)高分辨率X射線光電子能譜圖分峰擬合(圖5-8)表明:在284.7、286和288 eV處分別對(duì)應(yīng)未氧化的C,C-O/C-N鍵和C=O鍵[143,144]。蠶絲織物相對(duì)化學(xué)元素含量和元素含量比列于表5-1中,經(jīng)過熱還原處理之后,氧化石墨烯復(fù)合蠶絲織物(S1,S2,S3)的C/O比從2.43、2.53、2.34分別增加到3.11、3.22和3.84。并且C-C的含量從28.36%、28.46%和24.82%分別增加到52.64%、54.27%和54.03%。證明氧化石墨烯中的含氧基團(tuán)通過熱處理被部分去除。圖5-8高分辨率X射線光電子能譜圖:(S0)未處理蠶絲織物,(S1,S2,S3)氧化石墨烯復(fù)合蠶絲織物,(S00)熱還原未處理蠶絲織物,(S11,S22,S33)還原氧化石墨烯復(fù)合蠶絲織物
圖5-7 X射線光電子能譜全譜圖:(S0)未處理蠶絲織物,(S1,S2,S3)氧化石墨烯復(fù)合蠶絲織物,(S00)熱還原未處理蠶絲織物,(S11,S22,S33)還原氧化石墨烯復(fù)合蠶絲織物5.2.4 還原氧化石墨烯復(fù)合蠶絲織物的力學(xué)性能
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Super?strong and Intrinsically Fluorescent Silkworm Silk from Carbon Nanodots Feeding[J]. Suna Fan,Xiaoting Zheng,Qi Zhan,Huihui Zhang,Huili Shao,Jiexin Wang,Chengbo Cao,Meifang Zhu,Dan Wang,Yaopeng Zhang. Nano-Micro Letters. 2019(04)
[2]蠶絲/PHA長(zhǎng)絲織物的性能研究[J]. 張怡,陳翠婷,眭建華. 現(xiàn)代絲綢科學(xué)與技術(shù). 2019(05)
[3]攝入石墨烯量子點(diǎn)的家蠶可直接吐出力學(xué)性能增強(qiáng)的蠶絲(英文)[J]. 馬琳,Maxwell Akologo Akurugu,Vivian Andoh,劉海燕,宋江超,武國(guó)華,李龍. Science China Materials. 2019(02)
[4]石墨烯整理蠶絲織物的導(dǎo)電性能[J]. 曹機(jī)良,王潮霞. 紡織學(xué)報(bào). 2018(12)
[5]石墨烯/蠶絲復(fù)合材料研究進(jìn)展[J]. 趙兵,祁寧,徐安長(zhǎng),鐘洲,車明國(guó). 紡織學(xué)報(bào). 2018(10)
[6]紫外熒光蠶絲的添食育蠶法制備及結(jié)構(gòu)性能研究[J]. 鄭小婷,趙夢(mèng)露,張慧慧,邵惠麗,胡學(xué)超,張耀鵬. 合成技術(shù)及應(yīng)用. 2018(01)
[7]天然彩色繭的染料添食試驗(yàn)[J]. 蘭麗盼,黃美紅,吳純清. 江蘇蠶業(yè). 2017(03)
[8]家蠶幼蟲添食不同色素組合對(duì)蠶繭質(zhì)量的影響[J]. 章玉萍,陳明,張麗麗,代君君,吳傳華,劉健,范濤. 中國(guó)蠶業(yè). 2016(02)
[9]添食色素對(duì)家蠶繭質(zhì)影響的研究[J]. 章玉萍,張麗麗,陳明,代君君,吳傳華,劉健,范濤. 北方蠶業(yè). 2015(04)
[10]大側(cè)基氨基酸含量對(duì)蠶絲織品老化狀況的表征研究[J]. 賈麗玲,吳子?jì)?鄭海玲,周旸,趙宏業(yè),邢夢(mèng)陽(yáng). 浙江理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2015(11)
博士論文
[1]基于氧化石墨烯柔性導(dǎo)電纖維材料制備及性能[D]. 曹機(jī)良.江南大學(xué) 2017
[2]絲素蛋白溶液的仿生紡絲研究[D]. 王洪.東華大學(xué) 2005
[3]蜘蛛絲優(yōu)異力學(xué)性能的結(jié)構(gòu)機(jī)理及其;痆D]. 潘志娟.蘇州大學(xué) 2002
碩士論文
[1]飼喂碳材料改性蠶絲導(dǎo)熱性能的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 柳守婷.青島理工大學(xué) 2018
[2]石墨烯功能性整理蠶絲織物及其結(jié)構(gòu)和性能研究[D]. 吉益民.蘇州大學(xué) 2018
[3]聚吡咯修飾蠶絲的制備及其在柔性電子器件中的應(yīng)用[D]. 李彬天.西南大學(xué) 2018
[4]金屬納米材料對(duì)家蠶蠶絲結(jié)構(gòu)及力學(xué)性能的影響[D]. 宋鵬.江蘇科技大學(xué) 2017
[5]納米功能化蠶絲織物的制備及其在可穿戴領(lǐng)域的應(yīng)用研究[D]. 毛翠萍.西南大學(xué) 2016
[6]基于納米粒子添食育蠶法改性家蠶繭絲[D]. 蔡凌月.東華大學(xué) 2016
[7]喂食法制備蠶絲纖維及其結(jié)構(gòu)與性能研究[D]. 張春華.武漢紡織大學(xué) 2015
[8]羅丹明改性天然蠶絲的制備及結(jié)構(gòu)研究[D]. 季金燕.東華大學(xué) 2014
[9]添食法生產(chǎn)彩色繭絲的應(yīng)用研究[D]. 蔣赟斐.蘇州大學(xué) 2011
[10]靜電紡MWNTs/絲素復(fù)合納米纖維的結(jié)構(gòu)與性能[D]. 徐安長(zhǎng).蘇州大學(xué) 2010
本文編號(hào):2916363
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