纖維素氣凝膠多孔材料的制備及改性應(yīng)用.pdf

1、學(xué)校代碼：10225學(xué)號：S16012學(xué)位論文纖維素氣凝膠多孑L材料的制備及改性應(yīng)用指導(dǎo)教師姓名：申請學(xué)位級別：論文提交日期：授予學(xué)位單位：權(quán)迪趙曉虹副教授碩士2016年4月東北林業(yè)大學(xué)東北林業(yè)大學(xué)學(xué)科專業(yè)：論文答辯日期：授予學(xué)位日期：答辯委員會主席：論文評閱人：聾多厶櫛素大學(xué)有機(jī)化學(xué)2016年6月2016年6月摘要摘要纖維素是自然現(xiàn)有含量最高的可再生性資源，全球每年從植物光合作用，能夠制造十億噸的纖維素，是具有可降解性的高分子化合材料

2、，它在使用合成中有優(yōu)良性能，過期還能通過微生物作用在短時問內(nèi)，分解成低分子的化合物。在當(dāng)今世界石油，煤炭等資源日益緊缺、化工原料污染，反應(yīng)較復(fù)雜的情境下，用纖維素作為原料代換傳統(tǒng)的化工原料來生產(chǎn)，具有非常重要的長遠(yuǎn)意義。近年來，具有高通透性納米孔三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、極高孔隙率、極低密度和高比表面積等結(jié)構(gòu)特征的纖維素氣凝膠類材料在光電、傳感器、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域已經(jīng)表現(xiàn)出顯著的功能。本論文以纖維素的溶膠一凝膠過程為基礎(chǔ)，選擇不同的纖維素溶解體系，制

3、備出原生態(tài)的纖維素氣凝膠多孔材料并在其基礎(chǔ)上進(jìn)行相應(yīng)的改性和應(yīng)用，主要內(nèi)容如下：選擇NaoH／尿素／水溶劑體系形成纖維素氣凝膠材料(Celluloseaerogelporousmaterial，簡稱CAPM)，通過SEM，F(xiàn)TIR，XRD，BET等檢測手段證明形成了具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，孔容在O77—062cm3／g之間，平均孔徑分布在99—88mill之內(nèi)，比表面積達(dá)到345320n13／g，纖維素凝膠的最佳濃度范圍為4％一8％，平均密度

4、為009914g／cm3的纖維素氣凝膠材料。同時對該氣凝膠的力學(xué)性能，隔熱性能，聲學(xué)性能，調(diào)濕性能，熱行為進(jìn)行分析，結(jié)果表明纖維素氣凝膠優(yōu)異的隔熱性能和聲學(xué)性能可以在軍事、醫(yī)療等領(lǐng)域發(fā)揮作用。本研究也找出氣凝膠材料的性能缺點(diǎn)，確認(rèn)在今后的研究中可以把提高力學(xué)性能和阻燃性能作為結(jié)構(gòu)優(yōu)化的方向。以往文獻(xiàn)報道的纖維素一PANI材料選擇的都是在傳統(tǒng)的非酸體系溶解纖維素或者是非均相體系下進(jìn)行制備，本文選擇磷酸／多聚磷酸酸性溶劑制備液晶體系下的纖維

5、素PANI導(dǎo)電復(fù)合材料，分別以H3P04和HCI為摻雜劑溶解苯胺形成苯胺鹽離子，對制備的復(fù)合材料分別進(jìn)行偏光顯微鏡、旋轉(zhuǎn)流變儀、SEM、XRD、FTIR和電導(dǎo)率表征。測試結(jié)果表明磷酸／多聚磷酸體系下溶液呈現(xiàn)出由雙折射引起的彩虹顏色，證實(shí)形成了纖維素液晶溶液；在本溶劑體系下H3P04較HCl是更好的摻雜劑；并且經(jīng)H3P04摻雜的纖維素一PANI具有較高的電導(dǎo)率，且苯胺與纖維素比例為2：1時導(dǎo)電率最佳。利用纖維素通過環(huán)氧化固載BCD，對茉莉

6、精油進(jìn)行了包載，制各了具有緩釋作用的功能材料，擴(kuò)展了纖維素的應(yīng)用。選擇NaOH／尿素／水溶劑體系溶解纖維素，在這種低溫堿性環(huán)境下，纖維素與交聯(lián)劑ECH交聯(lián)，活化之后，在纖維素纖維上固載B。CD，所制備的纖維素／pCD具有較好的包結(jié)性能，在實(shí)驗(yàn)中纖維素溶液中IjCD用量設(shè)置多組比較，測定不同濃度13CD所制備的材料的緩釋效果，確定pcr)與纖維素的最合適反應(yīng)質(zhì)量比為O8：1。通過FTIR，SEM，XRD測試，包绔眭能以及緩釋性能的測試，證