改性木质素纳米粒子的制备及应用研究

来源 :天津科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:armodmli
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着社会的不断发展与进步,煤炭,天然气,石油这些不可再生资源的消耗越来越大,伴随而来的环境问题也越来越严重。这就迫使人类寻求一种清洁高效型资源。木质素是自然界中排名第二的可再生资源,具有高强度、高硬度、抗菌、抗氧化、易吸附等多种优点。而木质素纳米粒子则是实现木质素高附加值利用的一种简洁有效的途径。本文以工业碱木质素(AL)为原料,首先对碱木质素(AL)进行分离纯化,以不同浓度(0.01-1.00 mg/m L)的Fe(Ⅲ)对预处理后的木质素进行络合,制备得到不同质量分数(0.1%-10.0%)的铁基木质素纳米粒子(Fe-LNPs)并研究其性能。将制得的铁基木质素纳米粒子(Fe-LNPs)稀释成不同的质量浓度后,与漂白针叶木纸张结合得到铁基木质素纳米粒子复合纸,探究铁基木质素纳米粒子(Fe-LNPs)对纸张抗菌性能的影响;再将预处理后的木质素与多巴胺(DA)和Fe3O4NPs一起制备磁性碱木质素-多巴胺纳米颗粒(AL-DA/Fe3O4NPs),探究了磁性碱木质素-多巴胺纳米颗粒(AL-DA/Fe3O4NPs)对废水中的Cr(Ⅲ)的吸附性能影响。研究结果如下:碱木质素纯化后官能团发生了变化,以S型结构单元为主。质量分数为1.0%的铁基木质素纳米粒子(Fe-LNPs1)粒径最小,约为84.3 nm。不同木质素纳米粒子相同稀释比例的复合纸,以含Fe(Ⅲ)质量分数为1.0%时耐折、抗张、耐破、撕裂等机械性能最佳;相同木质素纳米粒子不同稀释比例的复合纸,以稀释质量浓度为0.08g/L时耐折、抗张、耐破、撕裂等机械性能最佳。通过对纳米粒子复合纸进行抗菌试验,发现纳米粒子复合纸整体呈现出相似的抗菌活性,能有效破坏细菌细胞,使其出现黏连破损的情况,是一种有效的抗菌材料。成功制备了磁性碱木质素-多巴胺纳米颗粒(AL-DA/Fe3O4NPs)。AL-DA/Fe3O4NPs对Cr(Ⅲ)的最大吸附量为44.56 mg/g,明显高于前人报道的生物质基吸附剂,与碳基、树脂基、硅基吸附剂的吸附量相近。并且磁性碱木质素-多巴胺纳米颗粒(AL-DA/Fe3O4NPs)作为吸附剂具有成本低、耗能低、回收效率高、多次吸附-解吸循环可重复使用和重现性好等优点,具有成为商用纳米吸附剂的巨大潜力。
其他文献
石油基塑料包装材料的使用带来严重的问题,包括资源消耗和环境污染。纸基材料由于其生物降解性好、资源丰富、可回收等特点,是塑料制品的良好替代品。然而,纸张具有较差的耐水性和耐油性,限制了其在包装领域的广泛应用。使用防水防油剂是改善纸张阻隔性能的一种有效策略。本文以溶解浆生产过程中产生的副产物-半纤维素为原料,制备生物基防水防油剂,探究其对纸张的防水防油等性能的影响。(1)为提高纸张的油阻隔性能,将溶解
学位
木质素是自然界中最丰富的芳香族有机高分子化合物,并且作为木材水解和造纸副产物,工业产量十分巨大。利用木质素开发聚合物填料具有很好的理论研究和实际应用价值。但木质素的高度异质性及其在聚合物基质中较差的分散性和相容性,严重制约木质素复合材料的开发及应用。基于以上问题,本论文采用木质素分级方法,考察不同的且结构相对均一的木质素对于聚合物复合材料结构和性能的影响,并在木质素分子上引入与聚合物片段,有效的改
学位
随着国家第六阶段机动车污染物排放标准的实施,对机油滤清器的要求更高,机油滤纸是影响机油滤清器性能的关键材料。机油滤纸要保证机油的通过速率,在过滤过程中需要其保持强度稳定。汽车用机油滤纸原纸的抗水性差、质地疏松柔软,其自身物理强度如耐破度、挺度等较低,需对机油滤纸原纸进行树脂浸渍增强处理。目前使用较多的为酚醛树脂(PF)。对PF进行耐热和增韧改性,制备出硼改性酚醛树脂(BPF)、桐油改性酚醛树脂和硼
学位
碳量子点(CQDs),作为一种新兴的“零维”碳材料,因其良好的水溶性、光稳定性、光致发光可调谐和低细胞毒性等特点,成为一种有前景的替代材料,受到人们的广泛关注。然而,以生物质废弃物为原材料制备CQDs,节约成本,但其光学性能较差,导致其应用受限。为了实现CQDs的低成本制备,同时具备优异的光学性能。本论文以废弃的酶解木质素为碳源,通过工艺优化和有机酸催化等方式获得具有优异光学性能的木质素基CQDs
学位
随着化石能源的枯竭以及环境污染加剧,人们迫切需要开发一种绿色环保的高性能储能设备。超级电容器是一种新型的储能设备,具有充放电速度快、循环使用寿命长、功率密度大等显著优势。超级电容器的性能表现与其电极材料密切相关。在诸多电极材料中,多孔碳材料能够提供极大的比表面积、可调节的孔隙结构以及良好的导电性和电化学性能,从而成为了一种理想的超级电容器电极材料。花生壳是一种常见的生物废弃物,含碳量较高,可以用作
学位
本文以木材苯酚液化物为原料,乳液法制备木质基微纳米球,经过半固化、溶解、二次固化、炭化和活化获得木质基空心炭球(WHCS),然后采用乙醇热沉积方法制备钴/镍包覆WHCS的复合材料(Co Ni LDHs/WHCS)和镍/硫包覆WHCS的复合材料(Ni S/WHCS)。通过SEM、比表面积及孔隙度分析仪、XRD、XPS和拉曼光谱研究了WHCS、Co Ni LDHs/WHCS、Ni S/WHCS的微观表
学位
近年来,由于纤维素具有良好的生物降解性和可再生性,在摩擦电纳米发电机(TENG)的制备中得到了广泛的关注。将天然高分子纤维素与TENG相结合,产生了纤维素基TENG。这种绿色能量收集元件的出现不仅开辟了绿色新材料在能源工业的道路,而且给TENG带来了更多的发展潜力。然而,薄弱的表面极性和表面官能团的不足极大限制了其向高性能TENG的发展。本论文研究探讨了以纳米纤维素(CNFs)作为摩擦纳米发电机的
学位
随着全球环境的逐渐恶化及化石能源的日益枯竭,开发利用新型可再生清洁能源成为必然趋势。木质素是自然界中含量仅次于纤维素的天然高分子聚合物,是自然界中最丰富的芳香族化合物。然而木质素具有复杂的分子结构和较宽的分子量分布,这极大地制约了木质素的高值化应用。本研究通过物理化学相结合的手段实现了木质素的均质性和木质素纳米颗粒(LNPs)的可控制备,同时以LNPs为载体和还原剂制备了磁性纳米复合材料并将其用于
学位
目的 探讨基于ASK(即Attitude-态度,Skill-技能,Knowledge-知识,ASK)培训联合客观结构化临床考试(objective structured clinical examination,OSCE)考站在手术室本科护生教学考核中的的应用方法与教学应用效果。方法 选择2020年7月—2022年3月在聊城市人民医院手术室实习的95名本科护生作为研究对象,采用基于ASK的培训方法
期刊
随着世界科技力量的逐步发展,能量需求逐渐成为众多需求中巨大的一环,超级电容器以其优异的电化学性能以及循环寿命长等特点在储能材料领域中愈发耀眼。石墨烯类物质具有超强的导电性能以及巨大的比表面积,聚吡咯作为导电聚合物可以提供高效的比电容,两者结合后的超级电容器电极材料具备高电导率、高比电容、循环寿命持久的优点,但该材料存在着结构易团聚而导致电化学性能下降的缺点。以纤维为原料制备的纤维素纳米材料包括纤维
学位