氨基甲酸酯法再生纤维素透明膜及凝胶的制备与性能研究

发布时间：2022-12-07 23:58

　　随着绿色可持续发展的要求,对于绿色环保材料的需求和品质要求越来越高,纤维素就是一种重要的绿色环保材料之一,在自然界中的储存量非常丰富。纤维素膜以及纤维素凝胶产品基于纤维素生物可降解等优点成为研究的热门。目前,纤维素基复合膜以及凝胶产品已经应用于分离重金属、吸附有害染料等领域。但是,它们普遍存在透明性差、制备过程复杂、制备过程污染严重等缺点,同时,由于纤维素内部存在大量的氢键,导致纤维素难以溶解,它们的开发应用受到很大程度的限制。所以,改善纤维素溶解度的同时,制备出更加透明且具备分离能力的膜材料以及具有吸附能力的凝胶材料至关重要。本论文以纤维素木浆粕和尿素为原料,利用低成本且环保的固液相法合成纤维素氨基甲酸酯（含氮量达到了4.5%）,以氢氧化钠水溶液为溶剂,通过对纤维素氨基甲酸酯溶解再生制备再生纤维素透明膜、再生纤维素水凝胶以及气凝胶。纤维素氨基甲酸酯溶液在凝固浴中经过再生固定成型,制备高透明且具有强分离能力的再生纤维素膜。通过傅里叶红外变换（FTIR）光谱、X射线衍射（XRD）光谱、热重（TG）分析以及扫描电子显微镜（SEM）分析等进行表征分析。通过正交实验设计以及极差分析,对影响再生... 

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 纤维素溶解体系
        1.1.1 NMMO法溶解纤维素
        1.1.2 LiCL/DMAc体系溶解纤维素
        1.1.3 离子液体溶解纤维素
        1.1.4 深共晶溶剂溶解纤维素
    1.2 再生纤维素膜
        1.2.1 再生纤维素透明膜
        1.2.2 再生纤维素分离膜
    1.3 水凝胶
        1.3.1 纤维素基水凝胶
        1.3.2 纤维素基水凝胶的应用
    1.4 气凝胶
        1.4.1 生物质气凝胶
        1.4.2 纤维素气凝胶
        1.4.3 纤维素气凝胶的应用
    1.5 纤维素黄酸酯与氨基甲酸酯
        1.5.1 纤维素黄酸酯
        1.5.2 纤维素氨基甲酸酯
    1.6 本论文研究的目的、意义和研究内容
        1.6.1 目的和意义
        1.6.2 研究内容
第二章 再生纤维素透明膜的制备与性能研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验试剂及原料
        2.2.2 实验仪器及设备
        2.2.3 实验设计
            2.2.3.1 正交实验设计
            2.2.3.2 极差分析
        2.2.4 再生纤维素膜的制备
            2.2.4.1 纤维素氨基甲酸酯的制备
            2.2.4.2 纤维素氨基甲酸酯的溶解
            2.2.4.3 凝固浴的配制
            2.2.4.4 再生纤维素透明膜的制备
        2.2.5 测试与表征
            2.2.5.1 红外光谱(FTIR)测试
            2.2.5.2 X射线衍射(XRD)测试
            2.2.5.3 热重(TG)测试
            2.2.5.4 再生纤维素膜透明性测试
            2.2.5.5 力学性能测试
            2.2.5.6 水通量和截留染料性能测试
            2.2.5.7 油水分离以及抗污性能测试
            2.2.5.8 扫描电子显微镜(SEM)测试
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 红外光谱(FTIR)分析
        2.3.2 X射线衍射(XRD)分析
        2.3.3 热重(TG)分析
        2.3.4 透明性分析
        2.3.5 最优实验方案验证
        2.3.6 力学性能分析
        2.3.7 再生纤维素膜染料截留性能分析
        2.3.8 油水分离以及抗污染性能分析
        2.3.9 形貌分析
    2.4 本章小结
第三章 再生纤维素水凝胶及气凝胶的制备与性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验试剂及原料
        3.2.2 实验仪器
        3.2.3 再生纤维素凝胶的制备
            3.2.3.1 纤维素氨基甲酸酯的制备
            3.2.3.2 再生纤维素水凝胶的制备
            3.2.3.3 再生纤维素气凝胶的制备
        3.2.4 测试与表征
            3.2.4.1 透明性测试
            3.2.4.2 红外光谱(FTIR)测试
            3.2.4.3 X射线衍射(XRD)测试
            3.2.4.4 热重(TG)测试
            3.2.4.5 力学性能测试
            3.2.4.6 吸附染料测试
            3.2.4.7 吸水率测试
            3.2.4.8 溶胀比测试
            3.2.4.9 吸附动力学讨论
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 红外光谱(FTIR)分析
        3.3.2 X射线衍射(XRD)分析
        3.3.3 热重(TG)分析
        3.3.4 水凝胶透明性与吸水率分析
        3.3.5 水凝胶力学性能分析
        3.3.6 再生纤维素水凝胶吸附染料性能分析
        3.3.7 再生纤维素水凝胶吸附动力学讨论
        3.3.8 气凝胶吸水率及溶胀比分析
        3.3.9 扫描电子显微镜(SEM)分析
    3.4 本章小结
第四章 全文总结
参考文献
发表论文和参加科研情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
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[9]纤维素基气凝胶型吸油材料的研究进展[J]. 刘宏治,陈宇飞,耿璧垚,茹静,杜春贵,金春德,韩景泉.  高分子学报. 2016(05)
[10]基于纤维素的气凝胶材料[J]. 马书荣,米勤勇,余坚,何嘉松,张军.  化学进展. 2014(05)



本文编号：3713121