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稀土镧掺杂纳米二氧化钛复合保鲜包装薄膜的研究

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材料导报 2018年第24期32卷 4357-4362页

作者：郭韵恬王汉青湖南工业大学城市与环境学院株洲412007 南华大学土木工程学院衡阳421000

水果和菌类均为货架期较短的商品,二者皆易因呼吸作用与微生物感染导致失水与腐坏。本工作首次报道了将稀土镧掺杂纳米TiO_2(La^(3+)-TiO_2)粒子与PVA共混,采用溶液浇铸法制备了La^(3+)-TiO_2复合包装薄膜,并将其用于草莓和姬松茸保鲜... 详细信息

水果和菌类均为货架期较短的商品,二者皆易因呼吸作用与微生物感染导致失水与腐坏。本工作首次报道了将稀土镧掺杂纳米TiO_2(La^(3+)-TiO_2)粒子与PVA共混,采用溶液浇铸法制备了La^(3+)-TiO_2复合包装薄膜,并将其用于草莓和姬松茸保鲜的探索研究。XRD、SEM和LPSA表征显示,稀土镧的掺杂引起了纳米TiO_2晶格的畸变,其粒径变小、表面能增大,掺杂后的纳米TiO_2在PVA基体中的分散性得到提高。透湿和透氧率检测结果表明,La^(3+)-TiO_2的加入有利于复合薄膜阻隔性能的增加,当La^(3+)-TiO_2质量分数为1.6%时,透湿率降低45.9%,透氧率降低38.0%,复合薄膜阻隔性能最佳。抗菌率检测结果显示,稀土镧的掺杂拓宽了TiO_2对光谱的利用范围,复合包装薄膜在自然光下对大肠杆菌和金黄葡萄球菌的杀灭率分别达到84.1%和91.8%。保鲜实验结果表明,复合包装薄膜因其优良的阻隔性和抗菌性,有效抑制了草莓贮存过程中的果实腐坏和质量损失,常温下将草莓的保质期从5d延长至10d左右;同时复合薄膜可减缓姬松茸贮藏过程中的自溶和褐变等现象,常温下将姬松茸的保质期从2d延长至4d左右,其包装保鲜效果良好。

关键词：稀土镧纳米二氧化钛复合包装薄膜阻隔性能保鲜性能

埃洛石纳米管改性聚乳酸复合材料的制备与性能

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工程塑料应用 2022年第7期50卷 9-14,27页

作者：皮荷杰周跃云郭韵恬苗家铭唐嘉辉孟聪湖南工业大学城市与环境学院湖南株洲412007 农牧业废弃物资源化利用湖南省重点实验室湖南株洲412007 城镇水安全排放及资源化湖南省重点实验室湖南株洲412007 生物质纤维功能材料湖南省重点实验室湖南株洲412007

以埃洛石纳米管(HNTs)为增强体,通过挤出预混的方式制备了HNTs质量分数为20%的PLA/HNTs复合材料母粒,再通过二次挤出制备了不同HNTs含量的PLA/HNTs纳米复合材料;利用万能拉力机、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、热重分析仪、差示扫描... 详细信息

以埃洛石纳米管(HNTs)为增强体,通过挤出预混的方式制备了HNTs质量分数为20%的PLA/HNTs复合材料母粒,再通过二次挤出制备了不同HNTs含量的PLA/HNTs纳米复合材料;利用万能拉力机、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、热重分析仪、差示扫描量热仪、转矩流变仪等对复合材料的力学性能、微观形貌、结晶性能、热性能以及流变性能进行了分析。结果表明:当HNTs的质量分数不超过7%时,纳米粒子在PLA基体中具有良好的分散效果;当HNTs的质量分数为7%时,缺口冲击强度达到最大值(5.7 kJ/m^(2)),结晶度相比纯PLA提高了4.72%,热稳定性明显提高,失重5%,50%时的温度以及最大分解速率温度分别升高至337.3,364,370.7℃,复数黏度随HNTs的含量的增加逐渐减小。

关键词：聚乳酸埃洛石纳米管力学性能流变性能

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PE基纳米包装材料的研制及其性能研究

PE基纳米包装材料的研制及其性能研究

作者：郭韵恬大连工业大学

学位级别：硕士

聚乙烯(PE)在包装领域中被广泛用作复合材料的内层和改性研究的基材。纳米粒子由于特殊的表面效应和尺寸效应,将其与PE进行共混或涂布复合不仅会对材料的强度、阻隔等性能产生影响,还可赋予其抗菌性等特殊性能,这对延长内装物的货架期... 详细信息

聚乙烯(PE)在包装领域中被广泛用作复合材料的内层和改性研究的基材。纳米粒子由于特殊的表面效应和尺寸效应,将其与PE进行共混或涂布复合不仅会对材料的强度、阻隔等性能产生影响,还可赋予其抗菌性等特殊性能,这对延长内装物的货架期有着关键的作用。尤其是近年来,高档时令果蔬跨区域流通量猛增,这对包装储运保鲜技术提出了更高的要求。因此,本研究制备PE基纳米包装薄膜,旨在开发具有综合抗菌保鲜效果的新型包装材料。本研究对纳米ZnO和纳米TiO2进行偶联剂改性处理,利用红外光谱分析仪和透射电镜分析表征粒子的微观结构和性质变化。配置了PVA纳米溶胶,采用涂布法制备了PVA纳米ZnO/PE和PVA纳米TiO2/PE复合包装薄膜,利用电子万能试验机、透氧测试仪、透湿测试仪和贴膜法研究分析了复合包装薄膜的力学性能、阻隔性能和抗菌性能。然后针对该薄膜的弱点,采用了新的纳米粒子改性方法,即稀土铈掺杂改性,制备新型薄膜并做了进一步研究与分析。在此试验过程中,制备了涂布稀土铈掺杂纳米ZnO(Ce4+-ZnO)的PE基薄膜和涂布稀土铈掺杂纳米TiO2(Ce4+-TiO2)的PE基薄膜,对此薄膜进行了力学性能、阻隔性能、抗菌性能的表征,并选取一些新鲜果蔬为具体内装物,进行了包膜保鲜效果的考察。结果表明,硅烷偶联剂KH570对纳米ZnO的改性效果较好,纳米Ti O2更适合使用钛酸酯偶联剂NDZ101来进行改性。PVA纳米ZnO/PE和PVA纳米TiO2/PE薄膜在纳米粉体添加量为1%时力学性能最佳,纳米粉体添加量为1.5%左右时阻隔性能最佳;PVA纳米ZnO/PE薄膜在避光、自然光和紫外光条件下抗菌率均达90%以上,PVA纳米TiO2/PE薄膜在自然光和紫外光下抗菌率达97%以上。本研究制备的涂布含稀土铈掺杂纳米粒子的新型复合薄膜较涂布含偶联剂改性纳米粒子的薄膜具有优良的抗菌性和实用保鲜效果。该新型包装薄膜可有效抑制樱桃贮存过程中的果实腐坏和质量损失,在纳米粉体添加量为1%时可将樱桃的保质期从7天延长至19天以上;同时它可减缓松茸贮藏过程中的褐变、自溶和开伞等现象,将松茸的保质期从3天延长至7天左右。

关键词：纳米ZnO 纳米TiO2 PE抗菌包装薄膜稀土铈果蔬保鲜包装

PVA纳米涂布PE抗菌薄膜制备及其包装性能研究

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功能材料 2015年第B06期46卷 34-37,43页

作者：郭韵恬霍李江大连工业大学轻工与化学工程学院辽宁大连116034

采用KH570改性纳米Zn O、NDZ-101改性纳米Ti O2,利用FT-IR和TEM表征改性粉体表面结构和性质变化。配制PVA纳米溶胶,采用涂布法制备PVA纳米Zn O/PE和PVA纳米Ti O2/PE复合薄膜。利用电子万能试验机、透氧测试仪、透湿测试仪和贴膜法研究... 详细信息

采用KH570改性纳米Zn O、NDZ-101改性纳米Ti O2,利用FT-IR和TEM表征改性粉体表面结构和性质变化。配制PVA纳米溶胶,采用涂布法制备PVA纳米Zn O/PE和PVA纳米Ti O2/PE复合薄膜。利用电子万能试验机、透氧测试仪、透湿测试仪和贴膜法研究分析复合薄膜的力学、阻隔和抗菌性能。结果表明,PVA纳米Zn O/PE和PVA纳米Ti O2/PE在纳米粉体添加量为1%左右时可获得良好的力学性能和阻隔性能;PVA纳米Zn O/PE薄膜在避光、自然光和紫外光下抗菌率均达90%以上,PVA纳米Ti O2/PE薄膜在自然光和紫外光下抗菌率达97%以上。

关键词：聚乙烯醇纳米粉体改性包装力学性能包装阻隔性能 PE 抗菌薄膜

稻草秸秆微晶纤维素的提取工艺优化及其应用研究

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化纤与纺织技术 2023年第12期52卷 13-16,25页

作者：秦海祥郭韵恬谭旭洋张梓洋张笑英蒋启晗湖南工业大学城市与环境学院湖南株洲412007

文章以稻草秸秆为原料,采用超声波辅助酸法制备微晶纤维素(MCC),利用正交试验得到MCC制备的最佳工艺参数;进一步将MCC与氧化淀粉共混制备生物基复合膜,测试并分析MCC添加量对复合膜性能的影响及其机制。结果表明,在超声功率400 W、盐酸... 详细信息

文章以稻草秸秆为原料,采用超声波辅助酸法制备微晶纤维素(MCC),利用正交试验得到MCC制备的最佳工艺参数;进一步将MCC与氧化淀粉共混制备生物基复合膜,测试并分析MCC添加量对复合膜性能的影响及其机制。结果表明,在超声功率400 W、盐酸浓度9%、反应温度80℃、反应时间50 min的条件下,MCC得率最高(55.2%);MCC的加入可提高复合膜的综合性能,当MCC添加量为8%时,复合膜综合性能最佳(拉伸强度增加169.0%,氧气的透过率降低195%)。研究实现了MCC的低能耗、高效提取,制备了具有良好综合性能的生物基复合膜,初步发掘了稻草秸秆纤维素高附加值转化及其在包装领域推广应用的潜力。

关键词：稻草秸秆微晶纤维素氧化淀粉生物基复合膜

Ce^(4+)/纳米ZnO涂布PE薄膜的包装性能研究

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功能材料 2015年第B12期46卷 56-59页

作者：郭韵恬黄德智霍李江阎玉翔湖南工业大学建筑与城乡规划学院湖南株洲412007 大连工业大学轻工与化学工程学院辽宁大连116034

制备Ce^(4+)/纳米ZnO粉体,分散至PVA溶胶中,采用涂布法制备Ce^(4+)/纳米ZnOPE复合薄膜。利用透射电镜表征Ce^(4+)/纳米ZnO粒子的微观结构变化;利用电子万能试验机、透氧测试仪、透湿测试仪和贴膜法分析复合薄膜的力学、阻隔和抗菌性能,... 详细信息

制备Ce^(4+)/纳米ZnO粉体,分散至PVA溶胶中,采用涂布法制备Ce^(4+)/纳米ZnOPE复合薄膜。利用透射电镜表征Ce^(4+)/纳米ZnO粒子的微观结构变化;利用电子万能试验机、透氧测试仪、透湿测试仪和贴膜法分析复合薄膜的力学、阻隔和抗菌性能,并考察其对樱桃的保鲜效果。结果表明,该复合薄膜在纳米粉体含量为1.5%时可获得良好的力学性能;纳米粉体含量0~2%时阻隔性能持续上升;纳米粉体含量为1%时,复合薄膜避光、自然光和紫外光条件下的抗菌率分别达94%,98%和99%以上;复合薄膜用于樱桃包装保鲜实用效果较佳。

关键词：稀土铈纳米ZnO 力学性能阻隔性能抗菌保鲜

基于番茄皮渣微晶膳食纤维改性可食性膜的研究

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包装学报 2020年第3期12卷 1-9页

作者：郭韵恬王汉青湖南工业大学城市与环境学院湖南株洲412007 中南林业科技大学土木工程学院湖南长沙410000 建筑环境控制技术湖南省工程实验室湖南衡阳421001

以番茄皮渣为原料制备了微晶膳食纤维素(TMCC),并以TMCC为添加剂,采用流延法制备可食性膜;运用红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)表征TMCC的形貌和可食性膜的结晶结构,通过检测薄膜的吸湿性能、力学性能、阻隔性能... 详细信息

以番茄皮渣为原料制备了微晶膳食纤维素(TMCC),并以TMCC为添加剂,采用流延法制备可食性膜;运用红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)表征TMCC的形貌和可食性膜的结晶结构,通过检测薄膜的吸湿性能、力学性能、阻隔性能和热封性能,分析TMCC对基体包装性能的影响。结果表明,在SEM图中TMCC呈50~70μm的短粗棒状,表面存在分丝纵裂现象;TMCC与可食性膜基体相容性较好,且TMCC的加入使可食性膜的结晶度增加、吸湿性降低;同时TMCC的添加有助于可食性膜力学性能、阻隔性能和热封性能的提升,当添加量约为8%时,薄膜综合性能最佳,且TMCC在高湿度条件下对材料的力学性能具有良好的保持作用。

关键词：可食性膜番茄皮渣微晶膳食纤维素包装性能

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中国南方冬季最低温延伸期预报方法尝试

地球物理学报 2024年第6期67卷 2096-2109页

作者：戴金黄艳艳钱伊恬南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/气候与环境变化国际合作联合实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心南京210044 南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海) 广东珠海519080

未来10~30天的延伸期预报一直是当前的难点问题.本文针对对极端低温事件异常敏感的中国南方地区,构建了预报时效为25天的冬季最低温的有效延伸期预报模型.利用1979/1980—2019/2020年冬季日平均再分析资料,本文研究发现,在季节内尺度,... 详细信息

未来10~30天的延伸期预报一直是当前的难点问题.本文针对对极端低温事件异常敏感的中国南方地区,构建了预报时效为25天的冬季最低温的有效延伸期预报模型.利用1979/1980—2019/2020年冬季日平均再分析资料,本文研究发现,在季节内尺度,相比于原始变量,利用当候值减去其5候前值的增量方法可以放大和延长预测信号.中国南方地区的土壤温度和平流层50 hPa位势高度作为影响南方冬季最低温的关键因子,它们通过影响西伯利亚地区环流异常、北大西洋涛动以及欧亚遥相关型,对中国南方冬季最低温进行调制.由于两个增量形式的关键因子具有50天的准周期性,存在超前5候的显著自相关,超前5候增量形式的土壤温度和平流层极涡异常可以有效预报我国南方最低温增量.将预报的最低温增量,加上5候前的观测,得到的独立试报时段(2009/2010—2019/2020年冬季)的最低温与观测的时间相关系数为0.45,极端低温日命中率为57%.本研究使用的增量方法可以为当前极端天气事件的延伸期预报提供新思路.

关键词：冬季最低温增量方法延伸期预报

乙醇耦合其他预处理提高扇贝柱热泵干燥速率及品质

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农业工程学报 2024年第2期40卷 72-81页

作者：赵亚吴小恬石启龙山东理工大学农业工程与食品科学学院淄博255000

干燥后期速率低、能耗高是限制热泵干燥(heat pump drying,HPD)在水产品干燥中应用的瓶颈。非热力预处理技术在易腐食品干燥中具有提高干燥速率和改善干制品品质的巨大潜力。基于此,该研究以乙醇(E)单独和联合真空(VC+E)、超声波(US+E)... 详细信息

干燥后期速率低、能耗高是限制热泵干燥(heat pump drying,HPD)在水产品干燥中应用的瓶颈。非热力预处理技术在易腐食品干燥中具有提高干燥速率和改善干制品品质的巨大潜力。基于此,该研究以乙醇(E)单独和联合真空(VC+E)、超声波(US+E)、超声波辅助真空(USVC+E)预处理作为处理组,以未经预处理的扇贝柱为对照(CK),探究其对扇贝柱干燥动力学及干制品品质特性的影响。利用低场核磁共振(low-field nuclear magnetic resonance,LF-NMR)技术,对扇贝柱热泵干燥过程中水分状态及分布进行了研究。结果表明:扇贝柱热泵干燥处于降速干燥阶段,干燥过程受水分内部扩散的控制。Weibull模型能较好地描述扇贝柱热泵干燥过程。与CK相比,乙醇单独处理和US和/或真空联合预处理都能提高水分有效扩散系数(Deff),进而提高干燥速率。LF-NMR结果表明,扇贝柱中主要水分为不易流动水;随着干燥进行,各组分的横向弛豫时间向左偏移;不易流动水所占比例降低,而紧密结合水、疏松结合水和自由水所占比例增加。与CK相比,预处理有利于扇贝柱不易流动水向自由水转化,进而提高干燥速率。与CK相比,乙醇单独处理和US和/或真空联合预处理可降低扇贝柱黄度、总色差、收缩率、硬度、弹性和咀嚼性,但是增加了扇贝柱的亮度、红度和复水比。预处理组中,US+E和USVC+E色泽参数(总色差:US+E,(7.40±0.22);USVC+E,(6.99±0.16))最佳,收缩率(US+E,35.97%±1.29%;USVC+E,34.43%±1.24%)和硬度(US+E,(25.20±1.08)N;USVC+E,(26.68±0.61)N)最低;而US+E弹性(0.55±0.01)和咀嚼性(7.27±0.30)N最低,但复水比(1.753±0.022)最高。相比于CK,US+E可显著降低(P<0.05)总色差58.24%,收缩率32.75%、硬度23.17%、弹性15.38%、咀嚼性38.91%,但是复水180 min后,能显著提高(P<0.05)复水比9.975%。综合考虑,US+E作为一种非热力、绿色预处理技术,可用于强化扇贝柱热泵干燥效率,改善干制品品质。

关键词：热泵干燥乙醇超声波扇贝柱干燥动力学品质特性