乙基纤维素电纺纤维调控PDMS/CNT柔性复合材料性能的研究

研究了乙基纤维素(EC)电纺纤维调控PDMS/CNT柔性复合材料的力学和电学性能.结果表明,引入电纺EC纤维后,PDMS/CNT柔性复合材料的拉伸强度从1.73 MPa提高至3.97 MPa,断裂应变由86.56%提高到115.00%,韧性由0.61 MJ·m^-3提高到1.58 MJ·m^-3;有缺口PDMS/CNT柔性复合材料的拉伸强度从0.34 MPa提高至1.57 MPa,断裂应变由18.85%提高到27.54%,韧性由0.04 MJ·m^-3提高到0.27 MJ·m^-3;导电电阻由550 kΩ下降至228 kΩ,导电性上升.基于EC电纺纤维调控的PDMS/CNT复合材料组装的应力传感器灵敏度和循环稳定性获得了有效提升,引入1 wt%EC电纺纤维后,柔性应力传感器的灵敏度从0.341 kPa^-1提高至4.922 kPa^-1,提升了14倍,引入电纺EC纤维后的传感器循环电阻变化率曲线变得相对更加规整,异常波动更小.     

添加纤维素提升湿态海藻酸钠膜性能的研究

以棉短绒为原料,制备了纤维素纳米晶(cellulose nanocrystalline,CNC)、纤维素纳米纤维(cellulose nanofiber,CNF)和微纤化纤维素(microfibrillatedcellulose,MFC),并以不同浓度将其与海藻酸钠共混制备湿态海藻酸钠膜,评价了纤维素种类、尺寸对湿态海藻酸钠膜的机械性能、光学性能和微观结构的影响。结果表明：CNC和CNF均为纳米级纤维素,CNC宽度为(26.86±4.59) nm,长径比小于10,CNF宽度为(34.45±5.63) nm,长径比大于50;MFC为微米级纤维素,宽度为(1.43±0.96)μm,长径比大于100。当CNC和CNF添加量达到1.5%、MFC添加量达到1%时均能显著提高湿态膜的机械性能,其中拉伸强度由0.60 MPa分别增加到1.16 MPa、1.09 MPa和0.98 MPa。通过扫描电子显微镜和红外光谱分析,添加1.5%CNC制得的复合膜结构更加致密均匀,各成分协同性良好。采用上述3种纤维素与海藻酸钠共混均能提高膜的机械性能,这为海藻酸钠–纤维素复合膜在共挤香肠中的应用提供了参考。     

纤维素三（4-三氟甲氧基苯基氨基甲酸酯）手性固定相的制备及其手性识别能力

制备了基于纤维素三(4-三氟甲氧基苯基氨基甲酸酯)衍生物的涂敷型手性固定相(CSP1),并考察了其手性识别能力。研究表明:与商品化Chiralcel OD柱相比,CSP1显示出较低的手性识别能力。CSP1的手性识别能力随流动相中异丙醇含量的降低而升高。与以乙醇为流动相添加剂相比,使用异丙醇为添加剂更有利于对映体的分离。此研究拓展了多糖类衍生物手性固定相的种类。     

羧甲基纤维素接枝丙烯酸复合材料的制备及对Cr(VI)的吸附研究

以过硫酸钾为引发剂,N,N'-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,采用自由基聚合法使羧甲基纤维素与丙烯酸进行接枝共聚,制备了一种羧甲基纤维素接枝聚丙烯酸Cr(VI)吸附材料,研究了原料配比、pH、溶液浓度、吸附时间和温度对吸附性能的影响。结果表明：羧甲基纤维素与丙烯酸的质量比为3:17、PH=4.5时复合材料表现出最佳吸附性能;吸附时间为2h时,吸附率大于95%。     

改性菠萝皮渣纤维素固定化菠萝蛋白酶研究

为了探究改性纤维素作为固定化酶载体的可行性,在离子液体中用L-丝氨酸对提取的菠萝皮渣纤维素进行均相改性,并将改性菠萝皮渣纤维素用于固定化菠萝蛋白酶。采用傅里叶变换红外光谱仪、热重分析仪以及X射线衍射光谱仪对菠萝皮渣纤维素、改性菠萝皮渣纤维素以及固定化酶进行了表征。结果表明,菠萝皮渣纤维素被成功改性,晶体结构从纤维素Ⅰ型转变为纤维素Ⅱ型;菠萝蛋白酶成功地固定在改性菠萝皮渣纤维素上,且固定化酶较改性菠萝皮渣纤维素的热稳定性得到提升。对酶的固定化工艺和酶学特性进行研究,结果表明,固定化酶的优化制备工艺为菠萝皮渣纤维素与离子液体的质量比为3∶100,L-丝氨酸与菠萝皮渣纤维素的质量比为1∶1,戊二醛溶液体积分数为1%,交联时间为1.0h。与游离菠萝蛋白酶相比,固定化菠萝蛋白酶具有更好的温度稳定性和酸环境稳定性。     

显微技术在木质纤维素生物质预处理 研究中的应用进展

木质纤维素生物质细胞壁中主要组分(纤维素、半纤维素和木质素)相互交织形成的网状结构是生物质转化过程中的天然抗降解屏障。有效的预处理能打破这种屏障,提高酶水解转化效率。显微技术包括显微镜技术和显微光谱技术,能够在多尺度下展现木质纤维素生物质在预处理中细胞壁微观结构变化和组分含量等信息。笔者介绍了原子力显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、显微拉曼光谱等显微技术在木质纤维素生物质预处理过程研究中的应用。利用显微镜技术可直接观察预处理中细胞壁表面结构的变化,并分析其对酶水解可能产生的影响; 利用显微光谱技术可原位分析预处理对细胞壁组分化学结构与超微结构的影响; 多种显微技术组合弥补了单一手段的不足,可获得木质纤维原料生物构造、组分含量及分布等方面更为详细的信息。     

纳米纤维素丙烯腈-丁二烯-苯乙烯复合材料的特性

为了改善纳米纤维素晶须(CNC)在非亲水性树脂中应用时分散困难、热分解温度低、与基体相容性较差等缺点,将冷冻干燥的纳米纤维素在高聚物的有机溶液中预先包覆,然后与苯乙烯-丁二烯-丙烯腈树脂(ABS)、马来酸酐接枝聚乙烯在挤出机内熔融共混制成ABS/CNC复合材料。通过扫描电镜(SEM)、热重分析测试(TGA)、拉伸性能测试等手段对复合材料进行性能表征。SEM观察发现CNC是以层状纳米片的形式均匀地与ABS复合; 力学性能测试表明,接枝聚乙烯的加入有利于改进CNC与ABS的界面相容性,与纯ABS相比,添加0.7%CNC的复合材料其拉伸强度提高了15.6%,弹性模量提高了52%。TGA测试结果表明,CNC的热分解温度由211 ℃提高到263 ℃,大大改善了CNC在聚合物加工过程中的温度适应性。     

聚苯乙烯改性纤维素纳米晶体对聚甲基丙烯酸甲酯热稳定性的增强作用

采用原子转移自由基聚合(SI-ATRP)在纤维素纳米晶体(CNC)表面接枝聚苯乙烯,并利用傅里叶红外光谱(FTIR)、热重分析仪(TGA)对改性前后的纤维素纳米晶体的化学结构和热稳定性进行了研究。测试结果表明,聚苯乙烯可成功地接枝到纤维素纳米晶体的表面; 纤维素纳米晶体的热分解温度由150 ℃上升到220 ℃,改性后纤维素纳米晶体的热稳定性得到提高。采用溶液浇铸法制备聚甲基丙烯酸甲酯/纤维素纳米晶体复合材料(PMMA/CNC),并利用TGA、透光率测试对复合材料热稳定性和透光率进行了研究。结果表明,当温度达到350 ℃时,PMMA/CNC的热分解温度比纯PMMA提高了近150 ℃, CNC的加入量为1%时,复合材料的透光率为89%,接近纯PMMA的透光率(91%)。聚苯乙烯改性纤维素纳米晶体可用于在保持PMMA透明性的前提下更好地改善PMMA复合材料的热稳定性。     

生物酶对五氯联苯降解的初步研究

多氯联苯（PCBs）是具有代表性的持久性有机污染物（POPs）,其氯代数目越多,降解越难。本文以分离筛选的6株PCBs降解细菌为材料,制备了含有NADH辅酶再生系统关键酶甲酸脱氢酶（FDH）的PCBs降解复合酶,研究了其对PCBs的降解效果。结果表明,Pseudomonas sp. MGB11胞内酶/FDH复合酶对五氯联苯PCB114的降解率在10 h内可达69.4%,对于高毒性、难降解的高氯PCBs的污染修复具有应用价值。     

高压匀质处理对纳米纤维素自聚集特性及气凝胶结构的影响

 木材细胞壁的重要组成部分是许多直径在纳米尺度、具有高长径比、高比表面积和丰富表面基团的纤维素分子聚集体。基于“自下而上”的思想,利用层层分离法从木粉中分离出纳米尺度的基元纤丝。首先,通过化学和超声预处理并结合高压匀质处理的方法从木材中分离制备出纳米纤维素（CNF）;然后,通过冷冻干燥的方法将CNF 进一步组装加工成纳米纤维素气凝胶。研究发现,超声结合匀质的方法,可得到均匀纤丝化的CNF,具有低直径尺寸分布（纤丝直径为1～3 nm）和高长径比特征,但氢键作用的影响使得单根纤丝又易重构为簇、带状的聚集体形式。随着CNF 溶液浓度的增大,所形成的气凝胶密度增大,孔隙度降低,结构由以纤维为主,转变为纤丝交织的片层结构。本研究所得的气凝胶可广泛应用于包装、生物医药、吸附材料等领域。