氨基甲酸酯法再生纖維素透明膜及凝膠的制備與性能研究
發(fā)布時(shí)間:2022-12-07 23:58
隨著綠色可持續(xù)發(fā)展的要求,對(duì)于綠色環(huán)保材料的需求和品質(zhì)要求越來(lái)越高,纖維素就是一種重要的綠色環(huán)保材料之一,在自然界中的儲(chǔ)存量非常豐富。纖維素膜以及纖維素凝膠產(chǎn)品基于纖維素生物可降解等優(yōu)點(diǎn)成為研究的熱門(mén)。目前,纖維素基復(fù)合膜以及凝膠產(chǎn)品已經(jīng)應(yīng)用于分離重金屬、吸附有害染料等領(lǐng)域。但是,它們普遍存在透明性差、制備過(guò)程復(fù)雜、制備過(guò)程污染嚴(yán)重等缺點(diǎn),同時(shí),由于纖維素內(nèi)部存在大量的氫鍵,導(dǎo)致纖維素難以溶解,它們的開(kāi)發(fā)應(yīng)用受到很大程度的限制。所以,改善纖維素溶解度的同時(shí),制備出更加透明且具備分離能力的膜材料以及具有吸附能力的凝膠材料至關(guān)重要。本論文以纖維素木漿粕和尿素為原料,利用低成本且環(huán)保的固液相法合成纖維素氨基甲酸酯(含氮量達(dá)到了4.5%),以氫氧化鈉水溶液為溶劑,通過(guò)對(duì)纖維素氨基甲酸酯溶解再生制備再生纖維素透明膜、再生纖維素水凝膠以及氣凝膠。纖維素氨基甲酸酯溶液在凝固浴中經(jīng)過(guò)再生固定成型,制備高透明且具有強(qiáng)分離能力的再生纖維素膜。通過(guò)傅里葉紅外變換(FTIR)光譜、X射線(xiàn)衍射(XRD)光譜、熱重(TG)分析以及掃描電子顯微鏡(SEM)分析等進(jìn)行表征分析。通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)以及極差分析,對(duì)影響再生...
【文章頁(yè)數(shù)】:80 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 纖維素溶解體系
1.1.1 NMMO法溶解纖維素
1.1.2 LiCL/DMAc體系溶解纖維素
1.1.3 離子液體溶解纖維素
1.1.4 深共晶溶劑溶解纖維素
1.2 再生纖維素膜
1.2.1 再生纖維素透明膜
1.2.2 再生纖維素分離膜
1.3 水凝膠
1.3.1 纖維素基水凝膠
1.3.2 纖維素基水凝膠的應(yīng)用
1.4 氣凝膠
1.4.1 生物質(zhì)氣凝膠
1.4.2 纖維素氣凝膠
1.4.3 纖維素氣凝膠的應(yīng)用
1.5 纖維素黃酸酯與氨基甲酸酯
1.5.1 纖維素黃酸酯
1.5.2 纖維素氨基甲酸酯
1.6 本論文研究的目的、意義和研究?jī)?nèi)容
1.6.1 目的和意義
1.6.2 研究?jī)?nèi)容
第二章 再生纖維素透明膜的制備與性能研究
2.1 引言
2.2 實(shí)驗(yàn)部分
2.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑及原料
2.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器及設(shè)備
2.2.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
2.2.3.1 正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
2.2.3.2 極差分析
2.2.4 再生纖維素膜的制備
2.2.4.1 纖維素氨基甲酸酯的制備
2.2.4.2 纖維素氨基甲酸酯的溶解
2.2.4.3 凝固浴的配制
2.2.4.4 再生纖維素透明膜的制備
2.2.5 測(cè)試與表征
2.2.5.1 紅外光譜(FTIR)測(cè)試
2.2.5.2 X射線(xiàn)衍射(XRD)測(cè)試
2.2.5.3 熱重(TG)測(cè)試
2.2.5.4 再生纖維素膜透明性測(cè)試
2.2.5.5 力學(xué)性能測(cè)試
2.2.5.6 水通量和截留染料性能測(cè)試
2.2.5.7 油水分離以及抗污性能測(cè)試
2.2.5.8 掃描電子顯微鏡(SEM)測(cè)試
2.3 結(jié)果與討論
2.3.1 紅外光譜(FTIR)分析
2.3.2 X射線(xiàn)衍射(XRD)分析
2.3.3 熱重(TG)分析
2.3.4 透明性分析
2.3.5 最優(yōu)實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證
2.3.6 力學(xué)性能分析
2.3.7 再生纖維素膜染料截留性能分析
2.3.8 油水分離以及抗污染性能分析
2.3.9 形貌分析
2.4 本章小結(jié)
第三章 再生纖維素水凝膠及氣凝膠的制備與性能研究
3.1 引言
3.2 實(shí)驗(yàn)部分
3.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑及原料
3.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
3.2.3 再生纖維素凝膠的制備
3.2.3.1 纖維素氨基甲酸酯的制備
3.2.3.2 再生纖維素水凝膠的制備
3.2.3.3 再生纖維素氣凝膠的制備
3.2.4 測(cè)試與表征
3.2.4.1 透明性測(cè)試
3.2.4.2 紅外光譜(FTIR)測(cè)試
3.2.4.3 X射線(xiàn)衍射(XRD)測(cè)試
3.2.4.4 熱重(TG)測(cè)試
3.2.4.5 力學(xué)性能測(cè)試
3.2.4.6 吸附染料測(cè)試
3.2.4.7 吸水率測(cè)試
3.2.4.8 溶脹比測(cè)試
3.2.4.9 吸附動(dòng)力學(xué)討論
3.3 結(jié)果與討論
3.3.1 紅外光譜(FTIR)分析
3.3.2 X射線(xiàn)衍射(XRD)分析
3.3.3 熱重(TG)分析
3.3.4 水凝膠透明性與吸水率分析
3.3.5 水凝膠力學(xué)性能分析
3.3.6 再生纖維素水凝膠吸附染料性能分析
3.3.7 再生纖維素水凝膠吸附動(dòng)力學(xué)討論
3.3.8 氣凝膠吸水率及溶脹比分析
3.3.9 掃描電子顯微鏡(SEM)分析
3.4 本章小結(jié)
第四章 全文總結(jié)
參考文獻(xiàn)
發(fā)表論文和參加科研情況
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]纖維素的研究進(jìn)展[J]. 付時(shí)雨. 中國(guó)造紙. 2019(06)
[2]木漿纖維素氨基甲酸酯法再生纖維素纖維的制備及性能[J]. 曾岑,侯偉,張少杰,余超,尹翠玉. 高分子材料科學(xué)與工程. 2019(07)
[3]非衍生化溶劑體系制備再生纖維素膜及其性能研究[J]. 王澌潔,李怡,李丹,吳忠旋,蒲俊文. 中國(guó)造紙學(xué)報(bào). 2019(02)
[4]滲透汽化汽油脫硫膜材料[J]. 展俠,孫曉芳,徐恒俐,李繼定. 化學(xué)進(jìn)展. 2019(05)
[5]纖維素溶劑及其溶解性能和特點(diǎn)[J]. 王晨,劉文波. 黑龍江造紙. 2018(03)
[6]纖維素氨基甲酸酯的制備及再生膜的應(yīng)用[J]. 余國(guó)民,滕云,傅軼凡,尹翠玉. 高分子材料科學(xué)與工程. 2017(09)
[7]離子液體中天然纖維素的溶解研究進(jìn)展[J]. 胡文波,呂洪鳳. 化工進(jìn)展. 2016(S2)
[8]Transparent and flame retardant cellulose/aluminum hydroxide nanocomposite aerogels[J]. Bin Yuan,Jinming Zhang,Jian Yu,Rui Song,Qinyong Mi,Jiasong He,Jun Zhang. Science China(Chemistry). 2016(10)
[9]纖維素基氣凝膠型吸油材料的研究進(jìn)展[J]. 劉宏治,陳宇飛,耿璧垚,茹靜,杜春貴,金春德,韓景泉. 高分子學(xué)報(bào). 2016(05)
[10]基于纖維素的氣凝膠材料[J]. 馬書(shū)榮,米勤勇,余堅(jiān),何嘉松,張軍. 化學(xué)進(jìn)展. 2014(05)
本文編號(hào):3713121
【文章頁(yè)數(shù)】:80 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 纖維素溶解體系
1.1.1 NMMO法溶解纖維素
1.1.2 LiCL/DMAc體系溶解纖維素
1.1.3 離子液體溶解纖維素
1.1.4 深共晶溶劑溶解纖維素
1.2 再生纖維素膜
1.2.1 再生纖維素透明膜
1.2.2 再生纖維素分離膜
1.3 水凝膠
1.3.1 纖維素基水凝膠
1.3.2 纖維素基水凝膠的應(yīng)用
1.4 氣凝膠
1.4.1 生物質(zhì)氣凝膠
1.4.2 纖維素氣凝膠
1.4.3 纖維素氣凝膠的應(yīng)用
1.5 纖維素黃酸酯與氨基甲酸酯
1.5.1 纖維素黃酸酯
1.5.2 纖維素氨基甲酸酯
1.6 本論文研究的目的、意義和研究?jī)?nèi)容
1.6.1 目的和意義
1.6.2 研究?jī)?nèi)容
第二章 再生纖維素透明膜的制備與性能研究
2.1 引言
2.2 實(shí)驗(yàn)部分
2.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑及原料
2.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器及設(shè)備
2.2.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
2.2.3.1 正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
2.2.3.2 極差分析
2.2.4 再生纖維素膜的制備
2.2.4.1 纖維素氨基甲酸酯的制備
2.2.4.2 纖維素氨基甲酸酯的溶解
2.2.4.3 凝固浴的配制
2.2.4.4 再生纖維素透明膜的制備
2.2.5 測(cè)試與表征
2.2.5.1 紅外光譜(FTIR)測(cè)試
2.2.5.2 X射線(xiàn)衍射(XRD)測(cè)試
2.2.5.3 熱重(TG)測(cè)試
2.2.5.4 再生纖維素膜透明性測(cè)試
2.2.5.5 力學(xué)性能測(cè)試
2.2.5.6 水通量和截留染料性能測(cè)試
2.2.5.7 油水分離以及抗污性能測(cè)試
2.2.5.8 掃描電子顯微鏡(SEM)測(cè)試
2.3 結(jié)果與討論
2.3.1 紅外光譜(FTIR)分析
2.3.2 X射線(xiàn)衍射(XRD)分析
2.3.3 熱重(TG)分析
2.3.4 透明性分析
2.3.5 最優(yōu)實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證
2.3.6 力學(xué)性能分析
2.3.7 再生纖維素膜染料截留性能分析
2.3.8 油水分離以及抗污染性能分析
2.3.9 形貌分析
2.4 本章小結(jié)
第三章 再生纖維素水凝膠及氣凝膠的制備與性能研究
3.1 引言
3.2 實(shí)驗(yàn)部分
3.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑及原料
3.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
3.2.3 再生纖維素凝膠的制備
3.2.3.1 纖維素氨基甲酸酯的制備
3.2.3.2 再生纖維素水凝膠的制備
3.2.3.3 再生纖維素氣凝膠的制備
3.2.4 測(cè)試與表征
3.2.4.1 透明性測(cè)試
3.2.4.2 紅外光譜(FTIR)測(cè)試
3.2.4.3 X射線(xiàn)衍射(XRD)測(cè)試
3.2.4.4 熱重(TG)測(cè)試
3.2.4.5 力學(xué)性能測(cè)試
3.2.4.6 吸附染料測(cè)試
3.2.4.7 吸水率測(cè)試
3.2.4.8 溶脹比測(cè)試
3.2.4.9 吸附動(dòng)力學(xué)討論
3.3 結(jié)果與討論
3.3.1 紅外光譜(FTIR)分析
3.3.2 X射線(xiàn)衍射(XRD)分析
3.3.3 熱重(TG)分析
3.3.4 水凝膠透明性與吸水率分析
3.3.5 水凝膠力學(xué)性能分析
3.3.6 再生纖維素水凝膠吸附染料性能分析
3.3.7 再生纖維素水凝膠吸附動(dòng)力學(xué)討論
3.3.8 氣凝膠吸水率及溶脹比分析
3.3.9 掃描電子顯微鏡(SEM)分析
3.4 本章小結(jié)
第四章 全文總結(jié)
參考文獻(xiàn)
發(fā)表論文和參加科研情況
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]纖維素的研究進(jìn)展[J]. 付時(shí)雨. 中國(guó)造紙. 2019(06)
[2]木漿纖維素氨基甲酸酯法再生纖維素纖維的制備及性能[J]. 曾岑,侯偉,張少杰,余超,尹翠玉. 高分子材料科學(xué)與工程. 2019(07)
[3]非衍生化溶劑體系制備再生纖維素膜及其性能研究[J]. 王澌潔,李怡,李丹,吳忠旋,蒲俊文. 中國(guó)造紙學(xué)報(bào). 2019(02)
[4]滲透汽化汽油脫硫膜材料[J]. 展俠,孫曉芳,徐恒俐,李繼定. 化學(xué)進(jìn)展. 2019(05)
[5]纖維素溶劑及其溶解性能和特點(diǎn)[J]. 王晨,劉文波. 黑龍江造紙. 2018(03)
[6]纖維素氨基甲酸酯的制備及再生膜的應(yīng)用[J]. 余國(guó)民,滕云,傅軼凡,尹翠玉. 高分子材料科學(xué)與工程. 2017(09)
[7]離子液體中天然纖維素的溶解研究進(jìn)展[J]. 胡文波,呂洪鳳. 化工進(jìn)展. 2016(S2)
[8]Transparent and flame retardant cellulose/aluminum hydroxide nanocomposite aerogels[J]. Bin Yuan,Jinming Zhang,Jian Yu,Rui Song,Qinyong Mi,Jiasong He,Jun Zhang. Science China(Chemistry). 2016(10)
[9]纖維素基氣凝膠型吸油材料的研究進(jìn)展[J]. 劉宏治,陳宇飛,耿璧垚,茹靜,杜春貴,金春德,韓景泉. 高分子學(xué)報(bào). 2016(05)
[10]基于纖維素的氣凝膠材料[J]. 馬書(shū)榮,米勤勇,余堅(jiān),何嘉松,張軍. 化學(xué)進(jìn)展. 2014(05)
本文編號(hào):3713121
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