氧化石墨烯改性蚕丝及其复合丝和织物材料的制备与性能研究
发布时间：2020-12-14 11:50
蚕丝作为天然蛋白质纤维,具有优异的力学性能、良好的生物相容性和可大规模获取等优势,除作为纺织纤维之外,已通过多种形式应用到生物医用、电子信息等领域。蚕丝材料的开发及应用可以进一步实现蚕丝的价值,是解决蚕丝扩大应用领域难题的重要方向,也是增强蚕丝产业可持续发展的重要手段。将蚕丝与高性能纳米材料以多种不同的形式复合制备功能性复合蚕丝材料是当今研究的热点。养蚕添食法制备高性能、多功能蚕丝是一种相对节能、环保的蚕丝改性方法,具有产业化应用前景。而蚕丝织物的后整理是较为简单、快速的一种方式,是制备蚕丝功能织物最为普遍的方法。通过静电纺丝的方式可以将再生丝素制备成复合微细纤维材料,具有高比表面积、高孔隙率以及尺寸效应等优点,在各个领域都有广泛的应用。基于以上三种蚕丝复合材料的制备方法,本研究采用纳米材料—氧化石墨烯（GO）改性蚕丝,系统研究了添食氧化石墨烯对家蚕生长、结茧、部分酶活性以及蚕丝性能的影响,分析了蚕丝改性的机理。通过后整理方式制备了复合导电蚕丝织物,测试其性能,探究导电蚕丝织物的潜在应用。同时采用静电纺丝的方式制备了蚕丝微细纤维膜材料,对其基本性能进行研究,并评价其作为一次性防护口罩的...
【文章来源】：西南大学重庆市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：133 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
拉曼光谱:(S0)未处理蚕丝织物,(S1,S2,S3)氧化石墨烯复合蚕丝织物,(S00)热还原未处理蚕丝织物,(S11,S22,S33)还原氧化石墨烯复合蚕丝织物
图5-7是蚕丝织物X射线光电子能谱图,图中所有蚕丝织物样品都显示出三个尖峰,分别对应C1s(284.8 eV)、N1s(399.8 eV)、O1s(531.5 eV)。其中未处理蚕丝织物和热还原处理蚕丝织物的元素含量差别不大。而还原氧化石墨烯复合蚕丝织物(S1,S2,S3)的C1s、N1s和O1s的峰强度发生了变化,相对于氧化石墨烯复合蚕丝织物而言(S11,S22,S33)。可以看出,氧化石墨烯复合蚕丝织物经过热处理之后,C1s峰强明显增加,O1s峰强减弱。而对高分辨率X射线光电子能谱图分峰拟合(图5-8)表明:在284.7、286和288 eV处分别对应未氧化的C,C-O/C-N键和C=O键[143,144]。蚕丝织物相对化学元素含量和元素含量比列于表5-1中,经过热还原处理之后,氧化石墨烯复合蚕丝织物(S1,S2,S3)的C/O比从2.43、2.53、2.34分别增加到3.11、3.22和3.84。并且C-C的含量从28.36%、28.46%和24.82%分别增加到52.64%、54.27%和54.03%。证明氧化石墨烯中的含氧基团通过热处理被部分去除。图5-8高分辨率X射线光电子能谱图:(S0)未处理蚕丝织物,(S1,S2,S3)氧化石墨烯复合蚕丝织物,(S00)热还原未处理蚕丝织物,(S11,S22,S33)还原氧化石墨烯复合蚕丝织物
图5-7 X射线光电子能谱全谱图:(S0)未处理蚕丝织物,(S1,S2,S3)氧化石墨烯复合蚕丝织物,(S00)热还原未处理蚕丝织物,(S11,S22,S33)还原氧化石墨烯复合蚕丝织物5.2.4 还原氧化石墨烯复合蚕丝织物的力学性能
【参考文献】：
期刊论文
[1]Super?strong and Intrinsically Fluorescent Silkworm Silk from Carbon Nanodots Feeding[J]. Suna Fan,Xiaoting Zheng,Qi Zhan,Huihui Zhang,Huili Shao,Jiexin Wang,Chengbo Cao,Meifang Zhu,Dan Wang,Yaopeng Zhang. Nano-Micro Letters. 2019(04)
[2]蚕丝/PHA长丝织物的性能研究[J]. 张怡,陈翠婷,眭建华. 现代丝绸科学与技术. 2019(05)
[3]摄入石墨烯量子点的家蚕可直接吐出力学性能增强的蚕丝（英文）[J]. 马琳,Maxwell Akologo Akurugu,Vivian Andoh,刘海燕,宋江超,武国华,李龙. Science China Materials. 2019(02)
[4]石墨烯整理蚕丝织物的导电性能[J]. 曹机良,王潮霞. 纺织学报. 2018(12)
[5]石墨烯/蚕丝复合材料研究进展[J]. 赵兵,祁宁,徐安长,钟洲,车明国. 纺织学报. 2018(10)
[6]紫外荧光蚕丝的添食育蚕法制备及结构性能研究[J]. 郑小婷,赵梦露,张慧慧,邵惠丽,胡学超,张耀鹏. 合成技术及应用. 2018(01)
[7]天然彩色茧的染料添食试验[J]. 兰丽盼,黄美红,吴纯清. 江苏蚕业. 2017(03)
[8]家蚕幼虫添食不同色素组合对蚕茧质量的影响[J]. 章玉萍,陈明,张丽丽,代君君,吴传华,刘健,范涛. 中国蚕业. 2016(02)
[9]添食色素对家蚕茧质影响的研究[J]. 章玉萍,张丽丽,陈明,代君君,吴传华,刘健,范涛. 北方蚕业. 2015(04)
[10]大侧基氨基酸含量对蚕丝织品老化状况的表征研究[J]. 贾丽玲,吴子婴,郑海玲,周旸,赵宏业,邢梦阳. 浙江理工大学学报. 2015(11)
博士论文
[1]基于氧化石墨烯柔性导电纤维材料制备及性能[D]. 曹机良.江南大学 2017
[2]丝素蛋白溶液的仿生纺丝研究[D]. 王洪.东华大学 2005
[3]蜘蛛丝优异力学性能的结构机理及其模化[D]. 潘志娟.苏州大学 2002
硕士论文
[1]饲喂碳材料改性蚕丝导热性能的实验研究[D]. 柳守婷.青岛理工大学 2018
[2]石墨烯功能性整理蚕丝织物及其结构和性能研究[D]. 吉益民.苏州大学 2018
[3]聚吡咯修饰蚕丝的制备及其在柔性电子器件中的应用[D]. 李彬天.西南大学 2018
[4]金属纳米材料对家蚕蚕丝结构及力学性能的影响[D]. 宋鹏.江苏科技大学 2017
[5]纳米功能化蚕丝织物的制备及其在可穿戴领域的应用研究[D]. 毛翠萍.西南大学 2016
[6]基于纳米粒子添食育蚕法改性家蚕茧丝[D]. 蔡凌月.东华大学 2016
[7]喂食法制备蚕丝纤维及其结构与性能研究[D]. 张春华.武汉纺织大学 2015
[8]罗丹明改性天然蚕丝的制备及结构研究[D]. 季金燕.东华大学 2014
[9]添食法生产彩色茧丝的应用研究[D]. 蒋赟斐.苏州大学 2011
[10]静电纺MWNTs/丝素复合纳米纤维的结构与性能[D]. 徐安长.苏州大学 2010
本文编号：2916363
【文章来源】：西南大学重庆市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：133 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
拉曼光谱:(S0)未处理蚕丝织物,(S1,S2,S3)氧化石墨烯复合蚕丝织物,(S00)热还原未处理蚕丝织物,(S11,S22,S33)还原氧化石墨烯复合蚕丝织物
图5-7是蚕丝织物X射线光电子能谱图,图中所有蚕丝织物样品都显示出三个尖峰,分别对应C1s(284.8 eV)、N1s(399.8 eV)、O1s(531.5 eV)。其中未处理蚕丝织物和热还原处理蚕丝织物的元素含量差别不大。而还原氧化石墨烯复合蚕丝织物(S1,S2,S3)的C1s、N1s和O1s的峰强度发生了变化,相对于氧化石墨烯复合蚕丝织物而言(S11,S22,S33)。可以看出,氧化石墨烯复合蚕丝织物经过热处理之后,C1s峰强明显增加,O1s峰强减弱。而对高分辨率X射线光电子能谱图分峰拟合(图5-8)表明:在284.7、286和288 eV处分别对应未氧化的C,C-O/C-N键和C=O键[143,144]。蚕丝织物相对化学元素含量和元素含量比列于表5-1中,经过热还原处理之后,氧化石墨烯复合蚕丝织物(S1,S2,S3)的C/O比从2.43、2.53、2.34分别增加到3.11、3.22和3.84。并且C-C的含量从28.36%、28.46%和24.82%分别增加到52.64%、54.27%和54.03%。证明氧化石墨烯中的含氧基团通过热处理被部分去除。图5-8高分辨率X射线光电子能谱图:(S0)未处理蚕丝织物,(S1,S2,S3)氧化石墨烯复合蚕丝织物,(S00)热还原未处理蚕丝织物,(S11,S22,S33)还原氧化石墨烯复合蚕丝织物
图5-7 X射线光电子能谱全谱图:(S0)未处理蚕丝织物,(S1,S2,S3)氧化石墨烯复合蚕丝织物,(S00)热还原未处理蚕丝织物,(S11,S22,S33)还原氧化石墨烯复合蚕丝织物5.2.4 还原氧化石墨烯复合蚕丝织物的力学性能
【参考文献】：
期刊论文
[1]Super?strong and Intrinsically Fluorescent Silkworm Silk from Carbon Nanodots Feeding[J]. Suna Fan,Xiaoting Zheng,Qi Zhan,Huihui Zhang,Huili Shao,Jiexin Wang,Chengbo Cao,Meifang Zhu,Dan Wang,Yaopeng Zhang. Nano-Micro Letters. 2019(04)
[2]蚕丝/PHA长丝织物的性能研究[J]. 张怡,陈翠婷,眭建华. 现代丝绸科学与技术. 2019(05)
[3]摄入石墨烯量子点的家蚕可直接吐出力学性能增强的蚕丝（英文）[J]. 马琳,Maxwell Akologo Akurugu,Vivian Andoh,刘海燕,宋江超,武国华,李龙. Science China Materials. 2019(02)
[4]石墨烯整理蚕丝织物的导电性能[J]. 曹机良,王潮霞. 纺织学报. 2018(12)
[5]石墨烯/蚕丝复合材料研究进展[J]. 赵兵,祁宁,徐安长,钟洲,车明国. 纺织学报. 2018(10)
[6]紫外荧光蚕丝的添食育蚕法制备及结构性能研究[J]. 郑小婷,赵梦露,张慧慧,邵惠丽,胡学超,张耀鹏. 合成技术及应用. 2018(01)
[7]天然彩色茧的染料添食试验[J]. 兰丽盼,黄美红,吴纯清. 江苏蚕业. 2017(03)
[8]家蚕幼虫添食不同色素组合对蚕茧质量的影响[J]. 章玉萍,陈明,张丽丽,代君君,吴传华,刘健,范涛. 中国蚕业. 2016(02)
[9]添食色素对家蚕茧质影响的研究[J]. 章玉萍,张丽丽,陈明,代君君,吴传华,刘健,范涛. 北方蚕业. 2015(04)
[10]大侧基氨基酸含量对蚕丝织品老化状况的表征研究[J]. 贾丽玲,吴子婴,郑海玲,周旸,赵宏业,邢梦阳. 浙江理工大学学报. 2015(11)
博士论文
[1]基于氧化石墨烯柔性导电纤维材料制备及性能[D]. 曹机良.江南大学 2017
[2]丝素蛋白溶液的仿生纺丝研究[D]. 王洪.东华大学 2005
[3]蜘蛛丝优异力学性能的结构机理及其模化[D]. 潘志娟.苏州大学 2002
硕士论文
[1]饲喂碳材料改性蚕丝导热性能的实验研究[D]. 柳守婷.青岛理工大学 2018
[2]石墨烯功能性整理蚕丝织物及其结构和性能研究[D]. 吉益民.苏州大学 2018
[3]聚吡咯修饰蚕丝的制备及其在柔性电子器件中的应用[D]. 李彬天.西南大学 2018
[4]金属纳米材料对家蚕蚕丝结构及力学性能的影响[D]. 宋鹏.江苏科技大学 2017
[5]纳米功能化蚕丝织物的制备及其在可穿戴领域的应用研究[D]. 毛翠萍.西南大学 2016
[6]基于纳米粒子添食育蚕法改性家蚕茧丝[D]. 蔡凌月.东华大学 2016
[7]喂食法制备蚕丝纤维及其结构与性能研究[D]. 张春华.武汉纺织大学 2015
[8]罗丹明改性天然蚕丝的制备及结构研究[D]. 季金燕.东华大学 2014
[9]添食法生产彩色茧丝的应用研究[D]. 蒋赟斐.苏州大学 2011
[10]静电纺MWNTs/丝素复合纳米纤维的结构与性能[D]. 徐安长.苏州大学 2010
本文编号：2916363
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/gckjbs/2916363.html
