1. 研究目的与意义
本课题首先以毛竹为原理,从中提取毛竹纳米纤维素,将单壁炭纳米管用硝酸提纯,然后复合制备纳米纤维素/炭纳米管复合材料。
研究拟利用炭纳米管的高导电性能,以纳米纤维素为模板制备生物传感器,以及电磁屏蔽的复合材料,为碳纳米管和竹材纳米纤维素的利用开辟新的用途,提高两者的利用价值。
2. 国内外研究现状分析
在纳米尺寸范围操纵纤维素分子及其超分子聚集体,设计并组装出稳定的多重花样,由此创制出具有优异功能的新纳米精细化工品、新纳米材料,成为纤维素科学的前沿领域。
与粉体纤维素以及微晶纤维素相比,纳米纤维素有许多优良性能,如高纯度、高聚合度、高结晶度、高亲水性、高杨氏模量、高强度、超精细结构和高透明性等。
[6]因此,纳米纤维素的制备、结构、性能与应用的研究在目前是国内外纤维素化学研究的重点和热点。
3. 研究的基本内容与计划
1、毛竹纳米纤维素的制备工艺(1)实验准备:毛竹粉:直径为60~80目,实验室自制;乙醇,甲苯,亚氯酸钠,硫酸,醋酸,氢氧化钾均购置于天源化工集团有限公司,所有化学试剂均为分析等级。
(2)毛竹纤维素的提纯首先,在苯:乙醇按2(v/v)的混合液对毛竹粉进行索式抽提6小时,除去竹粉中的部分抽提物,然后在75℃条件下,用酸性亚氯酸钠溶液(ph:4.5~5)对样品进行去木质素处理,时间为1小时,重复此过程6次,最后用蒸馏水洗净直到中性,得到综纤维素,在常温状态下,将综纤维素样品置入5wt.%氢氧化钾溶液中浸泡24h,然后在80℃条件下搅拌浸泡2h,最后用蒸馏水洗净,直至ph值为7,将洗净的样品置于冷冻干燥箱中干燥,所得样品即为纯度较高的α-纤维素。
(3)纳米纤维素晶体的制备将上述制备的α-纤维素按一定比例溶于3mol/l的硫酸溶液中,在90℃恒温水浴中加热搅拌2h,待反应结束后,加入定量的去离子水终止反应。
4. 研究创新点
本次课题主要来源于南京林业大学高层次人才引进项目《纳米纤维素的制备及应用》
