论文部分内容阅读
羟丙基羧甲基纤维素(HPCMC)及羧甲基纤维素(CMC)都是含有羧基的纤维素醚类衍生物,除了对环境友好外,还具有水溶性好、稳定性高的聚电解质特点。稀土金属属于宝贵的战略资源,具有很广泛的应用。因此本论文中采用HPCMC、CMC为高分子配体与Eu3+进行化学反应,从而获得具备良好发光性能的纳米复合物,符合现代绿色化学的可持续发展需要。本实验中,通过控制反应条件,并由FT-IR、XPS、WAXD、SEM、EDS、TEM分析产物键合、形貌结构及结晶结构的变化,由UV-vis、PL分析其发光性能,得到了具有较高荧光强度的含羧基纤维素衍生物/Eu(Ⅲ)纳米复合物;进而,我们将所合成的HPCMC/Eu及CMC/Eu纳米复合物应用于具有荧光功能的胶印油墨制备和纸张抄造中,通过流变、颜色及耐性测试考察了油墨实用性能的变化;并通过表征荧光功能手抄纸的物理性能及光学性质,评估了其实用性。论文的主要结论如下:(1)HPCMC中的羧基氧、羟基氧及醚键氧与Eu3+发生配位,配位方式为桥式配位。合成的产物的粒径均在纳米范围内,故而产物具有较强的荧光发射。反应的pH值会影响HPCMC大分子链的构象,而Eu3+浓度改变会对复合物荧光强度产生影响。本实验所合成的HPCMC/Eu纳米复合物,可直接添加到胶印油墨中,而产生发光油墨的功能性。不需要改变原有的设备和工艺,也不需要新制备发光油墨,HPCMC/Eu是一类简单、便宜、新型的具有潜在使用价值的油墨添加剂。并且该体系油墨具有优良的流变学性能,此外还具有一定的耐紫外光照射、耐热和耐乙醇性。(2)在本实验范围内,在中性条件下合成CMC/Eu纳米复合物的最佳合成温度为70℃,最佳的浓度比为m(Eu3+):m(CMC)=0.07:1,反应时间为35min。在此条件下得到的CMC/Eu纳米复合物分布均一,粒径均一、荧光性能最佳。反应温度的改变会使Eu3+离子周围缺少对称中心而受到强烈影响,从而影响其发光强度;当Eu3+浓度较小时复合物中未配位的-OH数目较大从而成为荧光高效淬灭剂,而Eu3+浓度较大时会造成复合物的晶格缺陷增加,从而使荧光强度降低。CMC/Eu纳米复合物在针叶木中最佳添加量为6%,阔叶木中添加量为5%时CMC/Eu与纸张的结合能力最好,即此时添加的CMC/Eu纳米复合物与纸张纤维网络发生了最佳的协同作用。本实验所制备的CMC/Eu纳米复合物适合应用于抄造具有发光性能的功能性特种纸张中。