以天然纖維素物質(zhì)為模板制備納米管狀的粘土材料及其性質(zhì)研究.pdf

1、天然纖維素物質(zhì)是自然界最豐富的天然有機(jī)材料之一，在纖維素物質(zhì)（如紙張、棉花、布等）中，纖維素內(nèi)部通過(guò)氫鍵結(jié)合成纖維網(wǎng)狀的層次性結(jié)構(gòu)。由于纖維素物質(zhì)獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，使得以天然纖維素物質(zhì)作為模板制備各種先進(jìn)功能材料成為了一個(gè)有效的途徑。粘土作為一種天然的礦物材料，由于其獨(dú)特的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)，廣泛地被應(yīng)用于社會(huì)的方方面面。因此，本文結(jié)合兩者的獨(dú)特性質(zhì)來(lái)合成制備粘土功能性材料。
　　本文以天然纖維素纖維物質(zhì)為基體模板，以剝離的粘土納米

2、材料為原料，采用表面溶膠-凝膠法和層層自組裝的方法相結(jié)合制備了納米管狀的粘土材料，對(duì)染料有良好的吸附效果的粘土復(fù)合纖維材料和納米管狀的鐵納米顆粒-粘土復(fù)合材料。主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:
　　1.納米管狀的粘土材料。我們以天然纖維素纖維物質(zhì)（普通定量濾紙）為模板，鈦酸四丁酯(TBT)溶液為前體物，采用表面溶膠-凝膠法在濾紙纖維表面沉積TiO2薄膜。隨后通過(guò)層層(LbL)自組裝利用靜電相互作用交替沉積聚（二甲基二烯丙基氯化銨）(PDD

3、A)和粘土薄層（kunipia-F，montmorillonite-K10，sumecton-SA），從而制備得到粘土修飾的濾紙復(fù)合材料。在空氣中煅燒該粘土修飾的纖維素材料，得到具有最初濾紙復(fù)雜層次形貌和結(jié)構(gòu)的納米管狀的二氧化鈦-粘土(titania/clay)復(fù)合材料;進(jìn)一步用濃硫酸處理titania/kunipia-F復(fù)合薄膜除去二氧化鈦成分，可以得到純的粘土kunipia-F納米管。除了煅燒，還可以通過(guò)氫氧化鈉/尿素溶液處理除去c

4、ellulose/titania/PDDA/kunipia-F復(fù)合薄片的纖維素模板，制備titania/PDDA/kunipia-F復(fù)合材料。由于煅燒除去了聚合物層，titania/kunipia-F復(fù)合材料具有多孔的管壁可以用于貴金屬納米顆粒的負(fù)載，而得到了粘土納米管-金屬納米顆粒的復(fù)合材料。
　　2.基于天然纖維素物質(zhì)的亞甲基藍(lán)吸附材料的制備及性質(zhì)研究。我們以普通定量濾紙為基體，設(shè)計(jì)制備了一種對(duì)亞甲基藍(lán)有良好吸附效果的復(fù)合薄膜

5、材料。首先，采用表面溶膠-凝膠法在濾紙纖維表面沉積納米層次的TiO2薄膜，隨后LbL自組裝5層的PDDA和粘土kunipia-F雙分子層，再通過(guò)原位的還原與吸附的方法，將零價(jià)鐵納米顆粒固定于cellulose/titania/PDDA/kunipia-F復(fù)合薄片上，從而制備得到零價(jià)鐵納米顆粒均勻單分散的cellulose/titania/PDDA/kunipia-F/Fe-NPs復(fù)合材料，并研究了該材料對(duì)亞甲基藍(lán)的脫色效果，顯示出良好的

6、吸附脫色效率。
　　3.基于天然纖維素物質(zhì)的納米管狀的鐵納米顆粒-粘土復(fù)合材料。同樣，我們以普通定量濾紙為基體，采用表面溶膠-凝膠法在濾紙纖維表面沉積納米層次的TiO2薄膜，隨后LbL自組裝PDDA和粘土層，從而制備得到cellulose/titania/PDDA/clay復(fù)合材料。分兩種方法分別得到了兩類納米管狀的含鐵納米顆粒的粘土復(fù)合材料。第一種，先制備得到cellulose/titania/PDDA/clay/Fe-NPs薄