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纳米纤维素的研究进展:2001～2015年收录文献检索分析

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中国造纸学报 2016年第4期31卷 55-63页

作者：牟楷文刘卓燕周景蓬张凤山张玥陈守刚查瑞涛中国海洋大学材料科学与工程学院山东青岛266100 上海交通大学图书馆上海200240 山东华泰纸业股份有限公司山东东营257335 国家纳米科学中心北京100190

纳米纤维素具有可再生性、可生物降解性等优点，是当前纳米技术领域的研究热点。文章对有关纳米纤维素的相关论文、专利和国家自然科学基金资助项目情况进行了统计，分析了国内纳米纤维素的研究进展，以期为纳米科学领域的研究人员提供... 详细信息

纳米纤维素具有可再生性、可生物降解性等优点，是当前纳米技术领域的研究热点。文章对有关纳米纤维素的相关论文、专利和国家自然科学基金资助项目情况进行了统计，分析了国内纳米纤维素的研究进展，以期为纳米科学领域的研究人员提供参考。检索关键词为纳米微晶纤维素、纳纤化纤维素、微纤化纤维素、细菌纤维素，检索时间范围为：2001．01～2015．10。研究结果表明，2011年后，纳米纤维素研究发展迅速，论文发文量呈快速上升趋势，并进入技术成长期；2010年后，相关专利申请数量稳步上升，纳米微晶纤维素和细菌纤维素的相关专利数量增长明显；2011年，国家自然科学基金相关项目的申请数量快速增多。

关键词：纳米纤维素纳米微晶纤维素纳纤化纤维素微纤化纤维素细菌纤维素

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纳米纤维素/PNIPAm复合水凝胶与PNIPAm基载银纳米复合水凝胶的制备研究

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纳米纤维素/PNIPAm复合水凝胶与PNIPAm基载银纳米复合水凝胶的制...

作者：魏金光浙江农林大学

学位级别：硕士

为了攻克竹材的长效防霉难题,以温敏性水凝胶PNIPAm为原料,将具有强杀菌作用的纳米银包埋其中制得温敏性抗菌纳米水凝胶,再与竹材复合制备防霉竹材,通过温敏性水凝胶的温变特性实现竹材的长效防霉。主要研究结果如下:(1)以N-异丙基丙烯... 详细信息

为了攻克竹材的长效防霉难题,以温敏性水凝胶PNIPAm为原料,将具有强杀菌作用的纳米银包埋其中制得温敏性抗菌纳米水凝胶,再与竹材复合制备防霉竹材,通过温敏性水凝胶的温变特性实现竹材的长效防霉。主要研究结果如下:(1)以N-异丙基丙烯酰胺(NIPAm)为原料,N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,引入TEMPO氧化的纳纤化纤维素(TO-NFC),采用自由基溶液聚合法制得一系列半互穿网络水凝胶,并研究了其溶胀性能和力学性能。结果表明:TO-NFC的引入明显提高了PNIPAm水凝胶的溶胀性能和抗压性能,尤其具有高含量的TO-NFC,溶胀比可达42 g/g,压缩强度可达61.53 MPa,分别是纯PNIPAm的2倍、5倍。(2)以N-异丙基丙烯酰胺(NIPAm)为原料,N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,采用自由基溶液聚合法制得一系列纳米水凝胶,并研究聚合组分对水凝胶纳米粒径的影响。结果表明:当单体PNIPAm浓度为0.75mg/mL、交联剂MBA浓度为0.255 mg/mL、引发剂KPS浓度为0.300mg/mL、催化剂TEMED浓度为0.563 mg/mL时,所制纳米水凝胶分散均匀,粒径可达28.6nm。(3)以N-异丙基丙烯酰胺(NIPAm)、丙烯酸(AAc)为原料,N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,硝酸银(AgNO3)作为银源,采用自由基溶液聚合法制得Ag纳米复合水凝胶——Ag/PNIPAm和Ag/P(NIPAm-co-AAc),并研究其粒径分布和微观形貌。结果表明:所制Ag纳米复合水凝胶的粒径在50nm左右,Ag/P(NIPAm-co-AAc)纳米水凝胶较Ag/PNIPAm的负载Ag纳米粒子多,其内部均匀分散着10nm左右的Ag颗粒,呈现出“核-壳”结构。(4)论文的研究成果,对于拓展PNIPAm基纳米水凝胶的应用范围,实现竹材的长效防霉具有十分重要的意义。

关键词：竹材聚N-异丙基丙烯酰胺纳纤化纤维素纳米水凝胶银纳米粒子复合

交联NFC/PVA水凝胶的制备及对重金属吸附研究

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山西大学学报(自然科学版) 2020年第2期43卷 377-384页

作者：陆升程绍玲天津科技大学化工与材料学院天津科技大学理学院

使用戊二醛做交联剂,将羧基化的纳纤化纤维素(NFC)与聚乙烯醇(PVA)通过化学交联,制备出含羧基的NFC/PVA复合水凝胶,对水凝胶进行了红外光谱、扫描电镜、热重分析、含水率等表征,研究了NFC/PVA复合水凝胶对重金属离子的吸附性能。结果表... 详细信息

使用戊二醛做交联剂,将羧基化的纳纤化纤维素(NFC)与聚乙烯醇(PVA)通过化学交联,制备出含羧基的NFC/PVA复合水凝胶,对水凝胶进行了红外光谱、扫描电镜、热重分析、含水率等表征,研究了NFC/PVA复合水凝胶对重金属离子的吸附性能。结果表明,水凝胶内部呈多孔结构,PVA的加入提高了水凝胶的热稳定性,戊二醛交联增强了水凝胶的机械强度,交联剂用量为2%时,复合水凝胶对重金属离子的吸附效果最好。

关键词：聚乙烯醇纳纤化纤维素水凝胶重金属吸附

PVA/NFC多孔凝胶球的制备及吸附性能研究

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PVA/NFC多孔凝胶球的制备及吸附性能研究

作者：陆升天津科技大学

学位级别：硕士

随着工业的发展,特别是采矿、电池、电镀等行业规模的扩大,重金属和有机废水排放引起的环境污染问题日益严重。由于存在生物富集效应,污染物可以通过食物链进入人体并逐渐富集,从而损害人们的健康,因而重金属与有机废水造成的水体污染,... 详细信息

随着工业的发展,特别是采矿、电池、电镀等行业规模的扩大,重金属和有机废水排放引起的环境污染问题日益严重。由于存在生物富集效应,污染物可以通过食物链进入人体并逐渐富集,从而损害人们的健康,因而重金属与有机废水造成的水体污染,往往危害最为广泛、持久性强。因此开发绿色、经济、高效的方法治理水体污染成为了许多研究者研究的重点。目前,处理水体污染的方法有化学沉淀法、膜分离技术、离子交换法、电化学法、生物质法、絮凝法和吸附法等,上述方法对重金属离子与有机废水的去除都有一定的功效,但每种方法也存在很多缺点,主要体现在二次污染、处理周期长、成本过高,制备方法和过程过于复杂等问题。但吸附法由于工艺简单,吸附快捷、循环使用性好以及原料廉价易得等优势而受到广泛关注。因此开发一种低成本、吸附容量大、吸附动力学快、制备容易及绿色环保的新型吸附材料是非常必要的。本文以针叶木浆为原料,经TEMPO/NaClO/NaBr氧化体系进行表面羧基化改性后,高压均质制备出纳纤化纤维素(NFC)。以戊二醛作为交联剂,采用悬浮成球法,将NFC与PVA交联制备出PVA/NFC多孔凝胶球,并进行了红外光谱、扫描电镜、热重分析、含水率、压缩模量等表征,同时研究了 PVA/NFC多孔凝胶球对苯酚、苯胺以及重金属的吸附性能,探讨了水凝胶吸附重金属的吸附机理,主要研究结论如下:(1)通过红外光谱、扫描电镜、热重分析,表明PVA、NFC交联成功,制备的凝胶球均呈现出多孔的三维网状结构。(2)凝胶球对Cu2+吸附最佳条件为:3%交联度,45℃,pH值为6;凝胶球对苯酚吸附最佳条件为:2%交联度,45℃,pH值7;凝胶球对苯胺吸附最佳条件为:3%交联度,45℃,pH值4。(3)PVA/NFC多孔凝胶球对Cu2+、苯酚和苯胺的吸附等温线符合Langmuir方程的拟合,由此可知上述的吸附过程均属于单层分子吸附。其中,交联度为2%的PVA/NFC多孔凝胶球苯酚的吸附效果最佳,最大吸附量分别为2.94mmol/g,交联度为3%的PVA/NFC多孔凝胶球对Cu2+、苯胺的吸附效果最佳,最大吸附量为分别为19.99 mmol/g、512.01mg/g。PVA/NFC多孔凝胶球对Cu2+、苯酚和苯胺吸附动力学模拟符合准二级动力学。上述各项结果表明PVA和NFC在通过化学交联制备的凝胶球吸附材料对Cu2+、苯酚和苯胺吸附性能优异,制备工艺简单,在污水处理领域中具有广阔的市场应用前景,不仅拓展了纳米纤维素类衍生物在污水处理领域中的应用范围,从设计和制备层次上,为新型吸附材料的研发提供了新的思路。

关键词：纳纤化纤维素聚乙烯醇水凝胶重金属吸附苯酚吸附苯胺吸附

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NFC/PVA水凝胶的制备及其应用研究

NFC/PVA水凝胶的制备及其应用研究

作者：杨金梁天津科技大学

学位级别：硕士

天然纤维素来源广泛、价格低廉,由此作为原料,经TEMPO氧化化学法预处理后再结合高压均质机械法,即可得到直径为纳米级的纳纤化纤维素(NFC)。一方面,天然纤维素具有良好的生物相容性,在不改变纤维素物性的基础上,所得交错致密的网状结构... 详细信息

天然纤维素来源广泛、价格低廉,由此作为原料,经TEMPO氧化化学法预处理后再结合高压均质机械法,即可得到直径为纳米级的纳纤化纤维素(NFC)。一方面,天然纤维素具有良好的生物相容性,在不改变纤维素物性的基础上,所得交错致密的网状结构的纳纤化纤维素更有利于细胞的黏附生长;同时,由于纳纤化纤维素突出的长径比和纳米尺度效应,其多被用作生物高聚物的增强相;此外,化学法氧化过程中纤维素分子链C6上的羟基被特异性氧化成羧基,故此来研究含有羧基的纳纤化纤维素作为吸附剂在重金属离子吸附方面的应用潜力。以水为分散介质的水凝胶,依靠自身的三维孔洞结构,能够保持一定的弹性形状和具有高吸水高保水性,聚乙烯醇(PVA)是应用最广的水凝胶载体,但单一 PVA水凝胶由于会存在力学强度不足、柔韧性差以及细胞亲和性差等缺陷而影响其更广泛的应用。综上,本文将以聚乙烯醇为基体,添加自制的纳纤化纤维素作为增强相,使两者均匀共混后采用冷冻-解冻循环物理交联法制备了纳纤化纤维素/聚乙烯醇复合水凝胶,从溶胀性、拉伸性能、爆破压和细胞相容性测试等方面,评价了纳纤化纤维素/聚乙烯醇水凝胶在组织工程支架(即小口径人工血管)应用的可行性:通过添加少量的戊二醛作为反应的交联剂,采用化学交联法快速高效地制备了纳纤化纤维素/聚乙烯醇复合水凝胶,利用FTIR、SEM、TG、含水率等测试对纳纤化纤维素/聚乙烯醇水凝胶进行物性表征,同时从水凝胶制备方法、NFC/PVA不同含量比、交联度、溶液pH值、吸附时间等因素来观察纳纤化纤维素/聚乙烯醇水凝胶对重金属离子吸附的变化规律。纳纤化纤维素的添加,明显提高了纳纤化纤维素/聚乙烯醇水凝胶在组织工程支架应用的可行性和对重金属离子的吸附效率,也为天然纤维素增加了一条新的增值化应用途径。

关键词：纳纤化纤维素聚乙烯醇水凝胶人工血管吸附

植物纤维的阳离子化改性及其对纤维结构的影响

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天津科技大学学报 2020年第5期35卷 15-19页

作者：张世超刘佳璇李群天津市制浆造纸重点实验室天津科技大学轻工科学与工程学院天津300457

通过对纤维阳离子化预处理过程进行优化,制备表面带有正电荷的阳离子纳纤化纤维素(CNFC).采用红外光谱(FTIR)、X射线衍射光谱(XRD)和热重分析(TG)对阳离子化前后纤维的结构和热稳定性变化进行分析.利用扫描电镜(SEM)对CNFC的表面形貌进... 详细信息

通过对纤维阳离子化预处理过程进行优化,制备表面带有正电荷的阳离子纳纤化纤维素(CNFC).采用红外光谱(FTIR)、X射线衍射光谱(XRD)和热重分析(TG)对阳离子化前后纤维的结构和热稳定性变化进行分析.利用扫描电镜(SEM)对CNFC的表面形貌进行观察.结果表明最佳醚化条件为:醚化温度50℃、醚化时间2.5 h、NaOH与醚化剂EPTMAC的物质的量比为2.0,醚化剂EPTMAC与纤维素葡萄糖单元的物质的量比为1.5.经过阳离子化处理,纤维素的结晶度和热稳定性降低.

关键词：阳离子化纳纤化纤维素阳电荷密度结晶结构热稳定性

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