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木质基纳米纤维素(CNFs)由于其纳米尺度效应可制备出具有优异的机械性能纳米复合材料。CNFs本身具有良好的吸附性能而被用于污水处理领域,也因其独特的电化学性质而逐渐作为燃料电池的离子聚合物膜的基质材料。但是,CNFs仍具有限制其良好应用的缺点,因此,本文以CNFs为基质,将其与储量丰富的层状粘土-蛭石(VMT)插层复合以制备蛭石/纳米纤维素(VMT/CNFs)复合材料,并通过控制复合材料中各组分尺寸和比例制备柔性、透明的VMT/CNFs复合薄膜。通过对材料的表征,详细分析VMT与CNFs的复合机制;通过吸附试验和电化学测试,系统研究VMT/CNFs复合材料的吸附性能和质子传导性能。主要结论有:(1)VMT与CNFs复合获得VMT/CNFs复合材料,其对甲基橙这一典型阳离子染料有良好的吸附效果。在甲基橙溶液的初始浓度为200mg/L,吸附温度为40℃时,VMT/CNFs复合材料对甲基橙的吸附效果最佳,吸附量达到最大值62.52mg/g。VMT/CNFs复合材料对甲基橙的吸附机制主要包括有两方面:一方面由CNFs通过范德华力和氢键作用进行吸附,另一方面由于VMT层间可交换的金属阳离子与染料阳离子进行离子交换,所以吸附过程适当的温度升高有利于VMT/CNFs复合材料对甲基橙的吸附。(2)CNFs可与经盐酸处理得到的剥离VMT片材复合从而制备出VMT/CNFs复合薄膜。VMT/CNFs复合薄膜表面光滑、质地柔软,内部形成均匀、致密的层状结构,并显示出高光学透过率。XRD分析显示,VMT/CNFs复合薄膜的层间距随CNFs和VMT的添加比例而改变,由此可通过控制薄膜厚度来自组装固定层数的VMT/CNFs复合薄膜。(3)VMT/CNFs复合薄膜具有优异的质子传导性能。薄膜内传导机制主要为运输机制和跳跃机制:VMT经酸处理致使表面硅羟基大量裸露,与CNFs复合重组后的薄膜层间水分子大量增加从而形成亲水性通道,增强了运输机制的质子传导。由于VMT的高耐热性,使得VMT/CNFs复合薄膜的热稳定性极大提高,高温质子传导性能得到了优化。100℃的温度下,5wt%VMT/CNFs复合薄膜在的质子传导率为0.043S/cm相比于纯CNFs膜(0.023S/cm)提高近一倍。VMT/CNFs薄膜的高耐热性也将为CNFs薄膜作为离子聚合物交换膜在较高温度下工作提供了可能。