功能化细菌纤维素纳米复合材料的制备及性能
发布时间：2023-06-02 18:56
细菌纤维素(BC)具有超细三维多孔纤维结构,高的孔隙率、化学纯度和比表面积,良好的机械性能及生物相容性,且表面存在大量活性反应基团,为改性及表面修饰提供了有利的化学环境。因此,以细菌纤维素为基体的功能化细菌纤维素纳米复合材料受到了研究人员的关注,被广泛应用于储能器件、电磁材料、复合增强、生物传感器、医用材料及废水处理等领域。在纳米碳家族中,石墨烯是二维蜂窝状晶格结构的碳单层材料,因其超大的理论表面积、高导电性而被认为是最有望用于超级电容器的材料。然而,石墨烯片层间由于存在强烈的π-π相互作用,易团聚、堆叠,导致其在电极材料中的不均匀分布和较差的电解液浸润性,严重限制了其在超级电容器中的应用性能。针对上述问题,本论文首次引入了 3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵(QA)阳离子化改性的BC(QA-BC)来抑制石墨烯片层间的π-π相互作用,解决了还原氧化石墨烯(RGO)片层之间的易堆叠团聚的问题,制备出了具有良好电化学性能的QA-BC/RGO电极材料。纳米四氧化三铁(Fe3O4)由于其具有小尺寸效应、表面效应、较高的居里温度、稳定性好、低毒、生物相容性强等优点,被广泛应用于微波吸收材料、生物医药...
【文章页数】：129 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
引言
1.1 细菌纤维素研究概况
1.1.1 纤维素
1.1.2 纳米纤维素
1.1.3 细菌纤维素
1.2 细菌纤维素在储能器件方向的研究进展
1.2.1 超级电容器
1.2.2 纤维素基电极材料在超级电容器中的应用
1.2.3 纤维素基电极材料的改性
1.3 细菌纤维素在吸波材料方向的研究进展
1.3.1 吸波材料简介
1.3.2 Fe3O4的简介及其制备方法
1.3.3 Fe3O4改性细菌纤维素研究进展
1.3.4 水性涂料
1.4 本文研究意义及主要研究内容
1.4.1 研究目的及意义
1.4.2 研究内容
2 细菌纤维素-石墨烯复合材料的制备及其性能研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验原料及试剂
2.2.2 实验仪器及设备
2.2.3 还原氧化石墨烯(RGO)的制备
2.2.4 阳离子型纤维素(QA-BC)分散液的制备
2.2.5 阳离子型纤维素/石墨烯(QA-BC/RGO)的制备
2.2.6 电极材料的制备
2.2.7 结构表征
2.3 结果与讨论
2.3.1 氧化石墨烯以及还原氧化石墨烯的结构性能研究
2.3.2 阳离子改性前后细菌纤维素/石墨烯复合材料的结构性能研究
2.4 本章小结
3 细菌纤维素-四氧化三铁复合材料的制备及其性能研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验原料及试剂
3.2.2 实验仪器及设备
3.2.3 Fe3O4纳米粒子的共沉淀法制备
3.2.4 BC/Fe3O4的原位共沉淀法制备
3.2.5 EDTA-BC/Fe3O4复合材料的制备
3.2.6 WEP/EDTA-BC/Fe3O4复合材料的制备
3.2.7 测试与表征
3.3 共沉淀法制备Fe3O4纳米粒子的结果与讨论
3.3.1 正交试验结果与讨论
3.3.2 单因素实验结果与讨论
3.4 BC/Fe3O4复合材料结果与讨论
3.4.1 磁性改性BC前后的性能对比
3.4.2 BC浓度对BC/Fe3O4复合材料性能的影响
3.5 EDTA-BC/Fe3O4复合材料结果与讨论
3.5.1 EDTA改性BC效果分析
3.5.2 EDTA-BC/Fe3O4复合材料的性能
3.6 WEP/EDTA-BC/Fe3O4的性能及其吸波应用
3.6.1 WEP/EDTA-BC/Fe3O4的形貌分析
3.6.2 WEP/EDTA-BC/Fe3O4的性能
3.6.3 WEP/EDTA-BC/Fe3O4的吸波应用
3.7 本章小结
4 结论与创新点
4.1 结论
4.1.1 细菌纤维素-石墨烯复合材料的制备及其性能研究
4.1.2 细菌纤维素-四氧化三铁复合材料的制备及其性能研究
4.2 创新点
4.3 进一步工作
致谢
参考文献
攻读博士期间发表的学术论文目录
本文编号：3827846
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【学位级别】：博士
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摘要
ABSTRACT
1 绪论
引言
1.1 细菌纤维素研究概况
1.1.1 纤维素
1.1.2 纳米纤维素
1.1.3 细菌纤维素
1.2 细菌纤维素在储能器件方向的研究进展
1.2.1 超级电容器
1.2.2 纤维素基电极材料在超级电容器中的应用
1.2.3 纤维素基电极材料的改性
1.3 细菌纤维素在吸波材料方向的研究进展
1.3.1 吸波材料简介
1.3.2 Fe3O4的简介及其制备方法
1.3.3 Fe3O4改性细菌纤维素研究进展
1.3.4 水性涂料
1.4 本文研究意义及主要研究内容
1.4.1 研究目的及意义
1.4.2 研究内容
2 细菌纤维素-石墨烯复合材料的制备及其性能研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验原料及试剂
2.2.2 实验仪器及设备
2.2.3 还原氧化石墨烯(RGO)的制备
2.2.4 阳离子型纤维素(QA-BC)分散液的制备
2.2.5 阳离子型纤维素/石墨烯(QA-BC/RGO)的制备
2.2.6 电极材料的制备
2.2.7 结构表征
2.3 结果与讨论
2.3.1 氧化石墨烯以及还原氧化石墨烯的结构性能研究
2.3.2 阳离子改性前后细菌纤维素/石墨烯复合材料的结构性能研究
2.4 本章小结
3 细菌纤维素-四氧化三铁复合材料的制备及其性能研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验原料及试剂
3.2.2 实验仪器及设备
3.2.3 Fe3O4纳米粒子的共沉淀法制备
3.2.4 BC/Fe3O4的原位共沉淀法制备
3.2.5 EDTA-BC/Fe3O4复合材料的制备
3.2.6 WEP/EDTA-BC/Fe3O4复合材料的制备
3.2.7 测试与表征
3.3 共沉淀法制备Fe3O4纳米粒子的结果与讨论
3.3.1 正交试验结果与讨论
3.3.2 单因素实验结果与讨论
3.4 BC/Fe3O4复合材料结果与讨论
3.4.1 磁性改性BC前后的性能对比
3.4.2 BC浓度对BC/Fe3O4复合材料性能的影响
3.5 EDTA-BC/Fe3O4复合材料结果与讨论
3.5.1 EDTA改性BC效果分析
3.5.2 EDTA-BC/Fe3O4复合材料的性能
3.6 WEP/EDTA-BC/Fe3O4的性能及其吸波应用
3.6.1 WEP/EDTA-BC/Fe3O4的形貌分析
3.6.2 WEP/EDTA-BC/Fe3O4的性能
3.6.3 WEP/EDTA-BC/Fe3O4的吸波应用
3.7 本章小结
4 结论与创新点
4.1 结论
4.1.1 细菌纤维素-石墨烯复合材料的制备及其性能研究
4.1.2 细菌纤维素-四氧化三铁复合材料的制备及其性能研究
4.2 创新点
4.3 进一步工作
致谢
参考文献
攻读博士期间发表的学术论文目录
本文编号：3827846
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