角蛋白/石墨烯基复合碳材料的制备及其应用性能研究

发布时间：2025-01-01 07:18

　　废物利用在近年来备受重视,羊毛角蛋白废弃量大但再利用时其应用性能研究有限,因此本文以羊毛角蛋白粉末为原料制备角蛋白基碳材料并进行应用性能研究。随后,在体系中引入石墨烯以提高材料的应用性能,以期为材料的应用提供可能。课题的实施包括以下部分:（1）采用静电纺丝制备角蛋白材料,随角蛋白含量从0增加至60 wt%,纺丝液电导率未发生明显变化,但黏度从2838 mPa·s^-1降低至403 mPa·s^-1,此时纤维直径从468 nm降低至169 nm。利用FTIR和XRD对材料进行表征可知,角蛋白含量的增加会改变材料的氢键体系,阻碍聚合物晶体结构的形成;此外,纳米纤维膜的失重率从91.3%降低至79.0%,最大热解速率也从15.1%·°C^-1降低至6.72%·°C^-1,材料的热稳定性提高;同时,随角蛋白含量的增大,材料力学性能下降,但润湿性略有提高,在40 wt%时获得最低接触角为46.84°,综合考虑选定角蛋白含量为40 wt%。（2）探究角蛋白基生物质碳材料的制备工艺,研究温度对预氧化和碳化效果的影响。角蛋白...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1羊毛角蛋白结构图

角蛋白角蛋白简介，作为传统纺织原材料被广泛应用于纺织行业中，羊毛加工在各国有很大占比。尽管每年全球对羊毛的消耗量巨大，但羊毛的废弃量我国每年便需处理十几吨质量低劣的废弃羊毛。对于废弃羊毛为燃烧或掩埋，但由于羊毛含硫量高，此等处理方式既是对资源的境造成污染。因此，对于废弃羊毛的再利....

图1-2角蛋白分子间作用力

角蛋白/石墨烯基复合碳材料的制差异其角蛋白含量在65-96%之间，而羽毛言，羊毛与人发角蛋白由α-螺旋和β-折叠构此，前面两者在理论上力学性能更优。羊毛-20%，形成稳定而坚固的二硫键，对纤维结羊毛纤维中还含有氢键、范德华力和离子键予羊毛角蛋白独特的物化性质。羊毛角蛋低硫蛋白，....

图2-1静电纺丝装置图

角蛋白/石墨烯基复合碳材料的制备及其应料蛋白粉末：实验室自制。蛋白/PEO/PA6静电纺丝膜的制备丝液的配制称取羊毛角蛋白粉末置于棕色样品瓶中，加入所需的甲酸溶中搅拌20min，随后加入所需用量的PA6，持续搅拌1h后于室温下继续搅拌10h使聚合物完全溶解并混合均....

图2-2不同角蛋白含量纺丝液的黏度黏度是纺丝液的重要特性之一，与可纺性及纤维形态密切相关，一般而言，

角蛋白/石墨烯基复合碳材料的制备0/10020/8040/602.362.372.37电导率是静电纺丝过程的重要影响参数之一，为纤维整体来说，较低电导率的纺丝液使得纤维在电场中不到直径均匀的纤维；而随电导率的提升，纺丝液所受到的牵引力增大，纤维直径降低，均匀性提升。本....

本文编号：4022234