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[期刊] 林业科学
[作者]
卿彦 蔡智勇 吴义强 李贤军
在比较主要纤维素纳米纤维基础上,综述纤维素纳米纤丝发展历程、加工制备、主要性能及潜在应用领域,并提出开展进一步研究的建议,以期为推动和加速我国纤维素纳米纤丝相关研究提供参考与思路。
[期刊] 林业科学
[作者]
吕少一 傅峰 王思群 黄景达 胡拉
作为一种天然可再生资源,纤维素及其衍生材料在国民生产中扮演着重要角色。随着纳米科技的发展,利用化学、物理、酶催化等方法得到一维纳米尺度的纳米纤维素应运而生。由于纳米纤维素具有高强度、高表面积、低热膨胀系数、易交织成网状结构等特点,其作为基体材料在柔性屏幕、透明传感器及储能器件方面发展迅速。按照制备方法(机械法、氧化法、水解法)的不同,可以得到具有不同物理微观形态和化学修饰基团的2类纳米纤维素:纳米纤维素纤丝和纳米纤维素晶体。按照储能机制的不同,导电活性物质主要包括导电高分子(聚吡咯、聚苯胺等)、金属氧化物(二氧化锰、二氧化钛、氧化锌等)和碳材料(碳纳米管、石墨烯等)。由于纳米材料形态特征的差异...
[期刊] 林业科学
[作者]
李勍 陈文帅 于海鹏 刘一星
纤维素纳米纤维(cellulose nanofiber,本文缩写为CNF)因其独特的网状结构和性能特点,在增强聚合物制备复合材料方面发展迅速。简述CNF的制备及特征;然后从改善团聚、提高界面相容性的角度,介绍对CNF进行表面衍生化、表面接枝和添加偶联剂等表面化学改性研究及改性后CNF的性能特点;简述利用CNF增强聚乙烯醇、聚乳酸、环氧树脂、酚醛树脂等聚合物的研究进展;最后对CNF增强聚合物复合材料今后的主要研究方向进行展望。
关键词：
纤维素纳米纤维 聚合物 复合材料
[期刊] 浙江农林大学学报
[作者]
李秀雯 姜学泓 王静芳 李强 钱俊 吴强 王思群
五节芒Ｍｉｓｃａｎｔｈｕｓ ｆｌｏｒｉｄｕｌｕｓ的纤维素含量高。为高效利用五节芒，采用２，２，６，６－四甲基哌啶－１－氧自由基（ｔＥＭＰｏ）氧化处理五节芒纤维素，再通过高压均质制备了五节芒纤维素纳米纤丝（ｃｎｆ）。透射电镜（ｔＥＭ）观察发现，五节芒纤维素纳米纤丝为纤维状结构，直径为（１０．０±２．３）ｎＭ，长度在微米级，表面羧基质量摩尔浓度为１．９８ＭＭｏｌ·ｇ－１；ＺＥｔａ电位结果表明：五节芒纤维素纳米纤丝悬浮液具有极好的储存稳定性。稳态流变测试表明：纤维素纳米纤丝悬浮液随着固含量提高，黏度升高，剪切变稀行为增强；动态流变测试表明，由于五节芒纤维素纳米纤丝的高长径比，其悬浮液在固含量为０．５．．．
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
曲萍 王璇 白浩龙 张力平
用表面烷基化的方法降低纳米纤维素表面的亲水性,并通过傅里叶红外光谱、X射线衍射、X射线光电子能谱、扫描电子显微镜及能谱分析对烷基化后的纳米纤维素进行了测定。结果表明:KH-570和纳米纤维素之间发生了偶联反应,随着偶联剂浓度的升高,纳米纤维素的结晶度先下降后上升;硅醇或部分缩合的硅醇包覆在纳米纤维素的表面,从而使烷基化纤维素的碳氧比下降;烷基化能使纳米纤维素表面的羟基量减少,降低了纳米纤维素表面的亲水性;硅烷偶联剂与纳米纤维素发生了偶联反应,且反应程度一致,纳米纤维素表面烷基化均一。
[期刊] 林业科学
[作者]
唐丽荣 黄彪 戴达松 欧文 李玉华 陈学榕
采用超声波辅助硫酸水解、高速离心取其上清层水溶胶的方法由微晶纤维素(MCC)制备纳米纤维素晶体(NCC),并采用场发射透射电子显微镜(FETEM)、场发射环境扫描电子显微镜(FEGE-SEM)、X射线衍射仪(XRD)和傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)对所制备NCC的尺寸与形态、结构、组成和光谱性质进行分析。结果表明:FETEM和FEGE-SEM观察所制备纳米纤维素晶体形态相同,呈棒状,直径和长度主要分布在2～24nm和50～450nm;XRD图谱表明NCC仍属于纤维素Ⅰ型,结晶度为77.29%,晶粒尺寸为3～6nm;FTIR分析表明所制备的纳米纤维素晶体仍然具有纤维素的基本化学结构。
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
吴巧妹 陈思源 陈燕丹
【目的】以废弃的丝瓜络为原料,利用其优良的生物理化特性制备高附加值的纳米纤维素晶体(NCC),探索丝瓜络资源高值化综合利用的新途径。【方法】用KOH/NaClO2体系脱除丝瓜络原料中的木质素和半纤维素,制备丝瓜络纯化纤维素,利用纤维形态分析仪分析丝瓜络纯化纤维素的纤维形态,采用超声-硫酸水解法制备高得率的丝瓜络纳米纤维素晶体,并对纳米纤维素晶体的微观形貌、物理和表面化学性质进行了表征。【结果】丝瓜络纯化纤维素的平均直径为26.4μm,重均长度平均为0.893nm,卷曲度为6.8%。丝瓜络纳米纤维素晶体直径约10nm,长度为200~400nm,Zeta电位为-15.1mV,结晶度为63.3%。【...
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
吴巧妹 王嘉伦 刘晓泽 陈燕丹
【目的】探求丝瓜络纳米纤维素晶体(Luffasponge nanocellulose crystals,LNCC)的最优制备工艺,为提高丝瓜络资源的综合利用提供方法支持。【方法】以丝瓜络废弃物为原料,采用单因素试验研究不同硫酸质量分数(58%,60%,62%,64%,66%)、不同反应温度(30,40,50,60,70℃)、不同超声时间(25,35,45,55,65min)对超声-硫酸水解法制备LNCC得率的影响;在单因素试验的基础上,采用响应面试验对LNCC制备工艺条件进行优化,使用Design-Expert 8.05b软件进行数据分析,求出数学模型,进而得到最佳的制备工艺条件。【结果】单因...
关键词：
丝瓜络纳米纤维素晶体 响应面优化 得率
[期刊] 福建农林大学学报(自然科学版)
[作者]
刘艳萍 张洋 江华 贾翀 黄润州
杨木纤维经纤维素酶预处理后,用超声波法制备杨木微/纳纤丝,利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和红外光谱仪对制备的杨木微/纳纤丝进行表征分析.结果表明:纤维素酶可降解纤维素的部分无定形区并能润胀纤维,再用超声波处理能制备出微/纳纤丝,所制备的杨木微/纳纤丝宽度在50 nm-1μm之间;杨木微/纳纤丝保持了天然纤维的晶型,结晶度为84.99%,比原纤维(70.88%)提高了约20%;杨木微/纳纤丝仍具有纤维素的基本化学结构,在波数3400 cm-1附近,杨木微/纳纤丝的红外吸收发生了蓝移现象.
关键词：
超声波 纤维素酶 杨木微/纳纤丝
[期刊] 草业科学
[作者]
姜亚妮 周骥平 张琦 赵国琦 许晓东
以葎草(Humulus scandens)为原料,分别采用4种方法制备了纳米纤维素,分别为硫酸水解所制得的纤维素纳米晶须(sulfuric acid-cellulose nanocrystals,S-CNC)、盐酸水解法制得的纤维素纳米晶须(hydrochloric acid-cellulose nanocrystals,H-CNC)、大功率超声法制得的纤维素纳米纤维(ultrasound-cellulose nanofibrils,U-CNF)和高速搅拌法制得的纤维素纳米纤维(stirring-cell
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
李现艳 胡阳 庄森炀 唐丽荣 卢贝丽 林咏梅 黄彪
为了探究高效、简便的羧基化纳米纤维素晶体(CCN)制备工艺,以微晶纤维素(MCC)为原料,过硫酸铵为氧化剂,采用一锅法制备出羧基化纳米纤维素晶体。并运用响应面分析法对影响羧基化纳米纤维素得率的各因素及其相互之间的交互作用进行优化。再采用透射电镜、马尔文激光粒度仪、红外光谱、X射线衍射和热分析对样品的微观形貌、粒度分布、晶体特性、结构和热稳定性能进行了研究。结果表明:过硫酸铵浓度与时间、温度与时间之间的交互作用比过硫酸铵浓度与温度间的交互作用对羧基化纳米纤维素得率的影响显著。通过优化得到的制备工艺条件为时间204 min、过硫酸铵浓度2 mol/L、温度62℃,优化条件下制备的羧基化纳米纤维素得...
关键词：
一锅法 过硫酸铵 羧基化 纳米纤维素晶体
[期刊] 林业科学
[作者]
卿彦 王礼军 吴义强 罗莎 吴清林 颜宁
液晶是一种介于完全有序的固态和完全无序的液态之间且具有部分有序排列的相态。纤维素纳米晶体(CNC)由天然存在的纤维素(来源于木材、竹材、背囊动物和细菌等)经强酸水解获得,在低浓度溶液中随机分散,当溶液浓度上升到一定程度时自发有序排列,形成胆甾相液晶,胆甾相液晶具有选择性反射、圆二色性和旋光性等特殊光学性能,在防伪识别、光信息储存、智能窗口和液晶显示等领域应用前景广阔。本研究概述国内外CNC胆甾相液晶的制备方法及调控手段,总结并比较不同原料制备的纳米纤维素晶体的结构特性,重点探讨物理法(包括超声波、温度、真空干燥和磁场等)和化学法(包括添加电解质或其他添加剂等)调控对CNC胆甾相液晶螺距的影响规律,为CNC胆甾相液晶的可控制备奠定理论基础。同时,综述CNC胆甾相液晶的形成机制、结构和光学特性,总结CNC胆甾相液晶在温敏型功能材料、光电功能材料和手性介孔功能材料等领域的应用现状。在此基础上,展望CNC胆甾相液晶未来发展趋势:1)改良CNC制备技术,获得到表面电性稳定、粒径分布均一的纤维素纳米晶体,为CNC胆甾相液晶的形成提供结构基础; 2)开发绿色快速的CNC胆甾相液晶制备方法,替代现有的缓慢溶剂蒸发自组装法,加快CNC液晶材料商业化进程; 3)建立CNC胆甾相液晶螺距调控模型,实现CNC胆甾相液晶材料有序可控制备,达到成分-结构-性能的协调统一; 4)丰富CNC胆甾相液晶的手性向列结构固定和复制方法,研发更多结构稳定、性能优异的手性结构功能材料,实现纤维素纳米晶体高值高效利用。
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
周贤武 邓丽萍 王滋 王玉荣 吕建雄 赵荣军
【目的】研究不同年轮沙柳(Salix psammophila)材的孔隙结构、微纤丝角和纤维素结晶度,为更合理、有效地利用沙柳资源提供依据。【方法】以取自内蒙古鄂尔多斯沙地的3年生沙柳为研究对象,利用氮气吸附法(NAD)研究不同年轮处沙柳木材的孔隙结构,并用X射线衍射(XRD)测定不同年轮处沙柳木材的微纤丝角和纤维素结晶度。【结果】从髓心到树皮的3个年轮处沙柳木材的比表面积逐渐增大,分别为0.54,0.68和1.81m2/g;孔体积逐渐增大,分别为0.002,0.468和1.560cm3/g,大多数孔隙的直
关键词：
沙柳 孔隙结构 微纤丝角 纤维素结晶度
[期刊] 林业科学
[作者]
张永跃 石江涛 付宗营 卢芸
水凝胶是由亲水性聚合物通过物理或化学交联方式形成的3D网络结构材料，通常具有亲水性、黏弹性、生物相容性等特点，广泛应用于生物工程、柔性电子等领域。传统水凝胶一般采用化石基聚合物为原料，其使用和废弃过程对人体和环境存在潜在威胁；同时水凝胶长时间使用后，在机械外力作用下易产生破坏，从而会对其结构完整性和性能产生影响。具有自我修复能力的水凝胶破损后利用超分子相互作用或可逆共价作用可以恢复到与起始状态几乎相同的机械性能，对延长水凝胶使用寿命具有重要意义。纤维素是一种天然有机聚合物，主要来源于自然界中的树木等天然材料，具有无毒、无害、生物相容性好等优点，符合绿色环保理念，应用前景广阔。纤维素链上丰富的含氧基团可与水分子形成氢键网络，有利于制备具自愈能力的水凝胶。对纤维素进行化学改性得到纤维素衍生物，如羧甲基纤维素、羟乙基纤维素等，可以扩大其在水凝胶领域的应用。本研究综述以纤维素以及纤维素衍生物为原料的一类自愈合水凝胶，总结传统自愈合水凝胶存在的缺点并提出相关改性策略。纤维素因自身晶体结构以及内部超分子相互作用导致其在水中难以溶解，故一般采用分散体系或溶解体系进行纤维素水凝胶的制备，通过调控水凝胶的三维结构，利用可逆共价作用（酰腙键、二硫键交换等）和非共价作用（氢键、疏水作用、主客体相互作用等）赋予其自我修复能力。由于这种可逆交联的存在，传统纤维素自愈合水凝胶一般机械性能较差，同时因现阶段对纤维素自愈合水凝胶的功能开发比较单一，限制其在各领域的应用。本研究介绍构建智能网络结构、仿生自然生物伤口愈合机制、功能化改性的方式，总结新型多功能智能纤维素自愈合水凝胶构筑的方式，结合自愈合水凝胶取得的相关研究成果，提出纤维素自愈合水凝胶现阶段仍需解决的问题，并对自愈合水凝胶的应用前景进行展望。
[期刊] 草业科学
[作者]
陈思慧 徐华 黄非 周功克 柴国华 董国清
半纤维素是草本植物细胞壁的重要组成成分,可以直接或者间接应用于食品、材料、医药、化工等领域。半纤维素成分多样,主要包括木聚糖(xylan)、木葡聚糖(xyloglucan)、甘露聚糖(mannan)和它们的衍生物。这些糖在结构上不仅有长短不一的主链,还有结构特异的侧链,在不同物种甚至同一物种不同细胞类型之间差异都很大。本文结合最新进展详细评述了草本植物主要半纤维素成分的结构、生物合成过程以及在生长发育过程中的作用,为全面、深入研究草本植物半纤维素奠定基础。
关键词：
草本植物 半纤维素 结构 合成 功能
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