拟用于可穿戴气敏传感器的二氧化钛/纳米纤维素复合膜制备及表征

发布时间：2023-05-31 05:36

　　使用纤维素酶和木聚糖酶(酶活比9:1)组成总酶活为10 U/mL的复合酶液,以桉木浆为原料在50℃水解12 h,获得平均长度约625 nm、平均直径50 nm的棒状纳米晶纤维素(NCC)。以所制备的NCC为原料,采用真空抽滤法获得了透明柔性NCC膜,其弹性模量为8178 MPa,抗张强度为33 MPa,透光度为90.86%,裂断应变为99%,表明NCC膜具有良好的力学性能和透光性,可用作柔性器件的基底材料。然后,进一步在NCC中加入气敏材料纳米二氧化钛(TiO₂)胶体,采用真空抽滤法获得了TiO₂/NCC复合膜。研究结果表明,添加少量TiO₂(1%、2%、4%)的TiO₂/NCC复合膜依然具有良好的透光度(90%以上)与物理性能(弹性模量4906 MPa、抗张强度37 MPa、裂断应变45%)。在室温下,TiO₂/NCC复合膜对氨气具有气敏响应,以及良好的选择性和稳定性。这些研究结果为制备高性能的TiO₂/NCC可穿戴气敏传感器的进一步研究奠定了良好基础。

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【文章目录】：
1 实验部分
    1.1 原料及试剂
    1.2 纳米晶纤维素的制备
    1.3 纳米晶纤维素膜和二氧化钛/纳米晶纤维素复合膜的制备
    1.4 纳米纤维素结构表征
        1.4.1 扫描电镜观察:
        1.4.2 红外光谱分析:
        1.4.3 X射线衍射分析:
        1.4.4 粒径分析:
    1.5 纳米纤维素膜和二氧化钛/纳米纤维素复合膜性能测试
        1.5.1 拉伸试验:
        1.5.2 透光度测试:
        1.5.3 热重分析:
        1.5.4 气敏性能测试:
2 结果与讨论
    2.1 纳米晶纤维素的表征
        2.1.1 形貌表征:
        2.1.2 红外光谱分析:
        2.1.3 XRD分析:
    2.2 纳米晶纤维素膜和二氧化钛/纳米晶纤维素复合膜的形貌表征
        2.2.1 膜的微观表征:
        2.2.2 膜的物理性能分析:
    2.3 纳米晶纤维素膜和二氧化钛/纳米晶纤维素复合膜的性能分析
        2.3.1 力学性能:
        2.3.2 透光度:
        2.3.3 热学性能:
        2.3.4 气敏性能:
3 结论



本文编号：3825788