细菌纤维素复合材料高值化利用的研究进展

发布时间：2020-12-15 22:05

　　细菌纤维素(BC)是一种由微生物产生的高分子聚合物。利用细菌纤维素制备的复合材料近几年也备受关注,细菌纤维素复合材料的制备与运用也都取得了一些突破。但是细菌纤维素在单独使用时,往往具有很大的局限性。例如,细菌纤维素价格昂贵,且本身并不具备导电、抗菌等特点,这就限制了细菌纤维素的应用范围。因此,细菌纤维素复合材料的研究显得尤为重要。但是,细菌纤维素复合材料的运用面临两点困难:其一,细菌纤维素复合材料生产十分困难;其二,细菌纤维素和辅助材料(如丝胶蛋白、银纳米颗粒等)价格昂贵,从而造成细菌纤维素复合材料生产成本高。因此细菌纤维素高值化利用成为研究热点。近年来,细菌纤维素复合材料的相关研究主要集中于两个方面:(1)研究者通过优化细菌纤维素复合材料生产工艺来获得高性能复合材料;(2)将细菌纤维素复合材料主要运用于电极材料和伤口敷料两方面。研究者们在这两方面已经取得了一些突破。但是总体来说,细菌纤维素复合材料的开发略显不足。针对此现象,本文分类总结了细菌纤维素在生物医学、光电学、食品工业和其他领域的综合利用。食品工业领域方面,本文探讨了利用细菌纤维素制备生物塑料和开发食品级的皮克林乳液。生物医学... 

【文章来源】：材料导报. 2020年09期 北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

由菌株(a) Gluconacetobacter xylinus ATCC53582,(b) G.hansenii,(c) Gluconacetobacter sp,(d) G.hansenii生产的细菌纤维素的电镜照片[5]

在有机化学合成工业上,催化剂的循环使用效率低,为了开发具备循环使用的高效催化剂,Lu团队[14]利用细菌纤维素本身具有的纳米网络结构,将聚乙烯亚胺引入细菌纤维素中,从而改善细菌纤维素与钯(Pd)之间的结合;然后将含有Pd颗粒的细菌纤维素(Pd-BC)与植物纤维结合,最后通过抄纸的方法制造纸状催化剂,流程见图2。这种纸状的催化剂表现出优良的重复使用性和超高的回收能力,连续催化26次以后仍然具有接近90%的催化效率。这种由可持续材料制成的催化剂片有望在有机合成中发挥重要作用。图3 CNF/CoSe2杂化体合成的示意图[17]

图2 催化剂的合成示意图[14]目前,金属铂(Pt)是用于析氢反应(HER)最好的催化剂,但是因成本太高而限制了其实际应用[15-16]。因此开发新型的用于析氢反应的催化剂具有重大意义, Yuan团队[17]通过一步水热法在细菌纤维素衍生的碳纳米纤维(CNFs)上附着CoSe2纳米颗粒,具体流程见图3。结果显示,CNFs/CoSe2不仅具有三维多孔网络结构而且具有很大的表面积。这种设计合理的结构实现了CoSe2纳米颗粒的均匀分布,以提供完全暴露的活性边缘,从而带来显著的HER活性。这对探索用于析氢反应的无Pt电化学催化剂具有重要意义。


本文编号：2918978