球形纳米纤维素酶解制备与柔性透明导电膜应用

发布时间：2022-07-16 17:05

　　纤维素是地球上最丰富的可再生资源,纳米纤维素作为其最重要的衍生物之一,具有高比表面积、高机械性能和良好的热稳定性等一系列优点。目前国内外主要采用酸水解、氧化和机械均质的方法来制备纤维素纳米晶体（CNCs）及纤维素纳米纤丝（CNF）。但这些方法存在污染大或耗能高等缺点。酶解法制备纳米纤维素,因其绿色环保、反应条件温和和专一性等多种优势,受到越来越多的重视和关注。纳米纤维素用于制造柔性透明导电膜是其重要应用之一。随着现代科技快速发展,电子产品更新迭代加快,生命周期不断缩短,带来能源消耗、环境污染等一系列问题。生物可降解的电子器件和组件是解决该问题的最有潜力的方法之一。可生物降解柔性透明纳米纤维素膜是一种性能优异的膜材料,可用于电子器件基底与柔性电子显示屏等。采用总酶活为300μ/m L的复合酶水解桉木桨板4小时,制备出直径为30nm左右球形CNCs（SCNCs）。通过p H为2的稀酸絮凝和多次洗涤,并采用离子色谱和考马斯亮蓝G-250定量分析杂质含量,最终获得纯度约为99.99%的球形CNCs。分析表明纯球形CNCs仍然保留天然纤维素结构,但结晶度有所降低;热稳定性较好,最快分解温度(T<... 

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 植物纤维素概述
    1.3 纳米纤维素概述
        1.3.1 纳米纤维素的分类
        1.3.2 纳米纤维素的制备方法
        1.3.3 纳米纤维素基材料
        1.3.4 纳米纤维素的应用
    1.4 酶的概述
        1.4.1 酶的分类
        1.4.2 酶的结构
        1.4.3 纤维素酶协同作用机理
    1.5 透明导电薄膜简介
        1.5.1 透明导电薄膜的发展史
        1.5.2 透明导电薄膜的分类
        1.5.3 透明导电薄膜的应用
    1.6 课题研究目的、内容及意义
第二章 复合酶酶解制备高纯度球形纤维素纳米晶体及其性能表征
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验材料
        2.2.2 实验仪器
        2.2.3 球形纳米纤维素的制备和纯化
        2.2.4 样品的表征
            2.2.4.1 扫描电子显微镜(SEM)
            2.2.4.2 傅立叶变换红外光谱(FT-IR)
            2.2.4.3 X射线衍射(XRD)分析
            2.2.4.4 动态光散射分析(DLS)
            2.2.4.5 热重分析(TGA)
            2.2.4.6 Zeta电位分析
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 pH对酶水解产物絮凝的影响
        2.3.2 球形CNC产品的纯化
            2.3.2.1 单糖的去除和分析
            2.3.2.2 残留酶蛋白的去除与分析
        2.3.3 纯球形CNC样品的表征
            2.3.3.1 形貌和粒径分布
            2.3.3.2 X射线衍射分析
            2.3.3.3 Zeta电位分析
            2.3.3.4 热重分析
    2.4 本章小结
第三章 基于不同形貌的酶解纤维素纳米晶体/聚乙烯醇复合膜的制备与表征
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验材料及试剂
        3.2.2 实验仪器
        3.2.3 不同形貌纳米纤维素及其复合膜的制备
            3.2.3.1 球形和条形纳米纤维素的制备
            3.2.3.2 PVA的制备
            3.2.3.3 PVA/CNCs复合膜的制备
        3.2.4 PVA/CNCs复合膜的表征
            3.2.4.1 SEM分析
            3.2.4.2 傅里叶红外光谱(FT-IR)
            3.2.4.3 XRD分析
            3.2.4.4 热重分析
            3.2.4.5 透光率分析
            3.2.4.6 机械性能分析
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 形貌分析
        3.3.2 透光性能分析
        3.3.3 XRD分析
        3.3.4 热重分析
        3.3.6 红外分析
        3.3.7 机械性能
    3.4 本章小结
第四章 纳米银线的合成及在纳米纤维素基柔性透明导电膜中应用
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验材料
        4.2.2 实验仪器
        4.2.3 纳米银线/纳米纤维素/聚乙烯醇复合膜的表征制备
            4.2.3.1 AgNW的制备
            4.2.3.2 PVA/CNCs复合膜的制备
            4.2.3.3 PVA/CNCs/AgNW复合膜的制备
        4.2.4 AgNW和PVA/CNCs/AgNW复合膜的表征
            4.2.4.1 SEM分析
            4.2.4.2 光学显微镜
            4.2.4.3 透光性能测试
            4.2.4.4 XRD分析
            4.2.4.5 方阻测试仪
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 AgNW的表征
            4.3.1.1 AgNW的形貌表征
            4.3.1.2 AgNW的 XRD分析
            4.3.1.3 AgNW的紫外-可见分析
        4.3.2 PVA/CNCs/AgNW复合膜的表征
            4.3.2.1 PVA/CNCs/AgNW复合膜的形貌表征
            4.3.2.2 PVA/CNCs/AgNW复合膜的的紫外-可见分析
            4.3.2.3 PVA/CNCs/AgNW复合膜的方阻
            4.3.2.4 PVA/CNCs/AgNW复合膜的耐刮擦性能研究
    4.4 本章小结
总结与展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件


【参考文献】：
期刊论文
[1]柔性有机发光二极管材料与器件研究进展[J]. 李琛,黄根茂,段炼,邱勇.  中国材料进展. 2016(02)
[2]基于银纳米线的柔性透明导电薄膜的研究[J]. 孙旭,黄英,王雷,丁晓,王艳丽.  材料开发与应用. 2013(06)
[3]纤维素酶分子结构及作用机理的研究进展[J]. 刘树立,王华,王春艳,盛占武.  食品科技. 2007(07)

博士论文
[1]纤维素酶高效水解、回收再用与反应机理的研究[D]. 张名佳.天津大学 2010

硕士论文
[1]银纳米线基柔性透明导电薄膜的制备及性能研究[D]. 陈有鑫.兰州大学 2016
[2]酶解法制备纳米纤维素及其还原糖含量控制研究[D]. 邓雪燕.华南理工大学 2014
[3]固定化纤维素酶的制备及其性质研究[D]. 郭锐.天津大学 2009
[4]木聚糖酶强化纤维素酶对植物纤维的水解[D]. 周振.南京林业大学 2008



本文编号：3662912