纳米纤维素的制备与功能化应用基础

本书主要介绍纳米纤维素的制备及功能化应用基础，具体的制备方法包括酸水解法、超声辅助酸水解法以及化学预处理结合高强超声法；重点介绍通过这些方法制备出的纳米纤维素的结构与性能，并在此基础上将纳米纤维素用于增强聚乙烯醇、聚乳酸复合材料；以纳米纤维素为基质制备磁性纳米复合材料、介孔二氧化钛、介孔二氧化硅以及介孔炭材料；并进一步介绍纳米纤维素手性向列液晶相结构以及将其用于制备功能湿敏指示薄膜。本书可供从事生物质材料、林产化学加工工程、轻化工程、高分子材料科学、复合材料科学、纳米材料技术、无机非金属材料等领域的本科生、研究生和科研人员、工程技术人员学习和参考。

前言
第1章 绪论1
1.1引言1
1.2纤维素的化学结构1
1.3纳米纤维素2
1.3.1纳米纤维素的定义9
1.3.2纳米纤维素晶型结构2
1.4纳米纤维素的制备3
1.4.1水解法制备3
1.4.2物理法制备7
1.4.3生物法制备10
1.4.4溶剂法制备10
1.4.5静电纺丝制备10
1.4.6离子液体制备11
1.5纳米纤维素的表面改性11
1.5.1磺化12
1.5.2羧基化12
1.5.3接枝12
1.5.4乙酰化12
1.5.5硅烷化13
1.5.6表面活性剂13
1.5.7聚电解质13
1.6纳米纤维素的应用14
1.6.1增强复合材料14
1.6.2光学材料15
1.6.3医学材料16
1.6.4模板剂材料17
1.6.5其他17
参考文献18
第2章 超声辅助酸水解制备纳米纤维素25
2.1引言25
2.2实验部分25
2.2.1实验原料25
2.2.2纳米纤维素的制备25
2.2.3材料表征26
2.2.4化学组分分析26
2.3结果与讨论27
2.3.1纤维素的形貌分析27
2.3.2纳米纤维素的形貌分析28
2.3.3纳米纤维素的热稳定性分析30
2.3.4纳米纤维素的结晶结构分析31
2.3.5纳米纤维素的表面官能团分析32
2.4小结33
参考文献33
第3章 超声法制备纳米纤维素及增强聚乙烯醇复合材料35
3.1超声法处理微晶纤维素制备纳米纤维素及增强聚乙烯醇35
3.1.1引言35
3.1.2实验部分36
3.1.3纤维素的表面形貌分析37
3.1.4纳米纤维素的形貌分析38
3.1.5纳米纤维素的结晶结构分析40
3.1.6纳米纤维素的热稳定性分析42
3.1.7超声法制备纳米纤维素机理分析45
3.1.8聚乙烯醇复合材料形貌分析47
3.1.9聚乙烯醇复合材料热稳定性分析47
3.1.10聚乙烯醇复合材料力学性能分析49
3.1.11小结50
3.2超声法处理漂白阔叶浆制备纳米纤维素及增强聚乙烯醇50
3.2.1引言50
3.2.2实验部分51
3.2.3纤维素的化学组成与形貌分析52
3.2.4纳米纤维素的形貌分析53
3.2.5纳米纤维素的结晶结构分析54
3.2.6纳米纤维素的热稳定性分析55
3.2.7聚乙烯醇复合材料形貌分析55
3.2.8聚乙烯醇复合材料热稳定性分析57
3.2.9聚乙烯醇复合材料力学性能分析57
3.2.10聚乙烯醇复合材料光学性能分析59
3.2.11小结60
3.3超声法处理热磨机械浆制备纳米纤维素及增强聚乙烯醇60
3.3.1引言60
3.3.2实验部分61
3.3.3纤维素化学组成与形貌分析62
3.3.4纳米纤维素的表面官能团和结晶结构分析64
3.3.5纳米纤维素的热稳定性分析65
3.3.6聚乙烯醇复合材料的形貌分析66
3.3.7聚乙烯醇复合材料的热稳定性分析67
3.3.8聚乙烯醇复合材料的力学性能分析69
3.3.9小结69
参考文献70
第4章 超声法制备纳米纤维素及增强聚乳酸复合材料78
4.1引言78
4.2实验部分79
4.2.1实验原料79
4.2.2纳米纤维素的制备79
4.2.3聚乳酸复合材料的制备79
4.2.4材料表征80
4.3结果与讨论81
4.3.1纳米纤维素的形貌分析81
4.3.2聚乳酸复合材料形貌分析81
4.3.3聚乳酸复合材料的表面结构分析82
4.3.4聚乳酸复合材料的热稳定性分析83
4.3.5聚乳酸复合材料的力学性能分析85
4.3.6聚乳酸复合材料的光学性能分析85
4.4小结86
参考文献86
第5章 纳米纤维素为模板的功能材料制备与应用90
5.1纳米纤维素模板法制备磁性纳米复合材料90
5.1.1引言90
5.1.2实验部分91
5.1.3纳米纤维素磁性材料制备路线分析92
5.1.4纤维素化学组成与形貌分析92
5.1.5纳米纤维素的形貌分析95
5.1.6纳米纤维素的表面结构分析97
5.1.7纳米纤维素的结晶结构分析98
5.1.8纳米纤维素的热稳定性分析100
5.1.9磁性复合材料的形貌分析101
5.1.10磁性纳米纤维素的结晶结构分析102
5.1.11磁性纳米纤维的磁性分析102
5.1.12小结104
5.2纳米纤维素模板法制备球形介孔二氧化钛104
5.2.1引言104
5.2.2实验部分105
5.2.3纳米纤维素及介孔二氧化钛形貌分析106
5.2.4介孔二氧化钛结晶结构分析107
5.2.5介孔二氧化钛孔结构分析108
5.2.6介孔二氧化钛的漫反射光谱分析110
5.2.7介孔二氧化钛光催化活性评价110
5.2.8介孔二氧化钛形成机理110
5.2.9小结112
5.3纳米纤维素模板法制备介孔二氧化硅113
5.3.1引言113
5.3.2实验部分113
5.3.3纳米纤维素二氧化硅中间相分析115
5.3.4介孔二氧化硅形貌结构分析116
5.3.5样品的孔结构分析117
5.3.6样品的吸附性能分析119
5.3.7小结119
5.4纳米纤维素模板法制备介孔炭119
5.4.1引言119
5.4.2实验部分120
5.4.3介孔炭形貌结构分析121
5.4.4介孔炭的结晶结构和热稳定性分析121
5.4.5产物的孔结构分析123
5.4.6产物的吸附性能分析124
5.4.7小结124
参考文献125
第6章 纳米纤维素手性向列型液晶相结构的应用131
6.1引言131
6.2纳米纤维素手性向列液晶相131
6.2.1纳米纤维素液晶相的形成机制131
6.2.2纳米纤维素液晶相的结构特征133
6.3纳米纤维素自组装行为的调控135
6.3.1纳米纤维素的性质135
6.3.2离子强度135
6.3.3超声辅助136
6.3.4温度调控136
6.3.5添加剂138
6.4纳米纤维素自组装行为的应用139
6.4.1光电材料139
6.4.2前驱体材料140
6.4.3模板剂材料140
6.4.4医学材料143
6.5小结143
参考文献144
第7章 纳米纤维素手性向列湿敏薄膜的制备150
7.1引言150
7.2实验部分150
7.2.1实验材料150
7.2.2纳米纤维素白组装行为的研究150
7.2.3纳米纤维素手性向列薄膜的制备151
7.2.4材料表征151
7.3结果与讨论151
7.3.1纳米纤维素的自组装行为研究151
7.3.2纳米纤维素薄膜的手性结构152
7.3.3纳米纤维素手性向列薄膜的化学结构和热稳定性153
7.3.4纳米纤维素手性向列薄膜的湿敏性能154
7.4小结156
参考文献156
第8章 细菌纤维素基炭气凝胶的制备及应用157
8.1引言157
8.2实验部分157
8.2.1实验材料157
8.2.2炭气凝胶的制备158
8.2.3材料表征158
8.3结果与讨论158
8.3.1炭气凝胶形貌分析158
8.3.2比表面积和孔结构分析159
8.3.3吸附性能测试160
8.4小结161
参考文献161