珠状纤维素的制备及其应用

珠状纤维素是一种新型的可反应性高分子材料，在生化物质的分离、纯化，生物工程和其他领域有良好的应用前景。本文系统地回顾了珠状纤维素的制备方法，对珠状纤维素的应用研究也作了简要介绍。     

超级电容器用细菌纤维素基电极材料

超级电容器由于能提供比电池更高的功率密度,比传统电容器更高的能量密度而备受关注。但目前其应用仍存在能量密度低的问题。碳材料、金属氧化物和导电聚合物是常见的三种超级电容器电极材料,而其中不同形式碳材料是电容器中研究和应用最广泛的电极材料。细菌纤维素是由细菌分泌产生的具有一定纳米级孔径分布的多孔生物材料,具有高强度和模量、高孔隙率、极好的尺寸和热稳定性的特性。以细菌纤维素为原料制备电极材料是近年来超级电容器领域的热点研究方向之一。本文以细菌纤维素基电极材料的种类、制备方法和性能为线索,综述了国内外细菌纤维素基超级电容器电极材料的研究进展,并归纳总结了电极材料最优的形态和制备方法,进一步对该类电极材料的发展趋势进行了展望。     

甘蔗渣纤维素的改性及应用进展

甘蔗渣纤维素是一种环保的绿色高分子材料、具有可再生性,对其进行高效改性应用范围越来越广泛。文章介绍了甘蔗渣纤维素的结构和性质,综述了化学改性甘蔗渣纤维素的研究进展,包括甘蔗渣纤维素醚类反应、酯类反应、接枝共聚物以及其均相改性方法。概述了改性甘蔗渣纤维素作为吸附剂、复合材料及其他功能材料研究应用现状,并展望了改性甘蔗渣的发展前景。     

细菌纤维素膜的制备与性能

以细菌纤维素为原料,氯化锂(LiCl)/二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂,通过相转化法制备了细菌纤维素膜.用单纤维强力仪对膜的拉伸强度和伸长率进行测试,分析了细菌纤维素浓度、凝固浴温度、凝固浴浓度、凝固时间及塑化条件对膜力学性能的影响.结果表明:在一定范围内,随着制膜液中细菌纤维素浓度的增加、凝固浴温度的降低和凝固浴浓度的增大,膜的拉伸强度和伸长率均提高;随着甘油浓度的增大和塑化时间的延长,膜的拉伸强度逐渐减小,伸长率逐渐增大.     

纤维素基吸附分离材料研究进展

以纤维素为原料制备吸附分离材料可以减少对石油资源的依赖,并具有成本低、环境友好和生物相容性好等优点。利用纤维素中的羟基基团,通过交联、接枝、引入无机粒子或与聚合物复合,可以制备出微球和薄膜等不同形态的吸附分离材料,广泛应用于生物医学,废水处理、气体分离等领域。本文结合近五年来国内外纤维素及其复合材料在吸附分离领域的研究近况,从水、油、重金属、气体和有机物的应用进行了综述,总结了纤维素基吸附分离材料的研究尚存在的问题,探讨了今后的研究方向。     

可持续高分子-纤维素新材料研究进展

21世纪"绿色"化学已成为世界各国社会经济发展中的研究与开发战略方向.纤维素是自然界中储量最丰富的天然高分子,是重要的可再生资源以及未来的主要工业原料.然而由于纤维素存在着大量的分子内以及分子间氢键,其结构致密,难以溶解或熔融进一步加工.本文简要介绍了近几年来关于直接使用物理溶剂方法(非衍生化)对纤维素材料开发利用的新进展,主要包括以下4个方面:(1)纤维素在"绿色"溶剂-碱/尿素以及离子液体体系中的溶解和再生;(2)纳米纤维素的制备以及组装;(3)木材纳米技术的开发及利用;(4)细菌纤维素基材料等,旨在推进"绿色"技术实现纤维素资源的研究开发及利用.     

纳米细菌纤维素膜的表征与生物相容性研究

利用木醋杆菌静态培养法制备的由纳米纤维组成的细菌纤维素膜具有超细的三维网络结构和适当的孔隙率. 利用光镜、扫描电镜和原子力显微镜对其进行结构表征发现, 细菌纤维素膜具有极为精细的纳米网络结构, 冻干膜的孔径约为0.6~2.8 μm; 纤维素带宽度约为50~80 nm. 采用湿重与浮重结合法测定烘干膜和冻干膜的孔隙率分别约为70%和90%. 由于细菌纤维素含有大量的羟基, 故烘干膜表现出极好的透湿性. 将细菌纤维素膜分别与成纤维细胞和软骨细胞进行复合培养, 并将成纤维细胞和细菌纤维素膜的复合物进行裸鼠皮下移植实验. 结果显示, 移植的复合物很好地融入了裸鼠正常皮肤, 成纤维细胞和软骨细胞在细菌纤维素表面形成连续的细胞层, 绿色荧光蛋白表达正常. 以上结果表明, 细菌纤维素膜非常适合细胞贴附和增殖, 表现出较好的生物相容性, 有望成为新型组织工程支架材料.     

纳米纤维素的制备

在纳米尺寸范围操控纤维素分子及其超分子聚集体,结构设计并组装出稳定的多重花样,由此创制出具有优异功能的新纳米精细化工品、新纳米材料,是纤维素科学的前沿领域和热点。为了研究当前制备纳米纤维素的现状和发展方向,简述了纳米纤维素化学基础,介绍了三类纳米纤维素：纳米纤维素晶体（晶须）、纳米纤维素复合物和纳米纤维素纤维,重点综述了纳米纤维素的五种制备方法：化学法制备纳米纤维素晶体和晶须、生物法制备细菌纤维素、物理法制备微纤化纳米纤维素、人工合成纳米纤维素和静电纺丝制备纤维素纤维,讨论了各种制备方法的优点和缺点,指出开展纳米纤维素超分子的可控结构设计、立体与位向选择性控制与制备、分子识别与位点识别等自组装过程机理、多尺度结构效应的形成机理等基础理论性研究是主要研究基础,新型的、绿色、低能耗、快速、高效的制备方法是纳米纤维素制备方法的发展方向。     

纤维素的功能化

综述近年来纤维素功能化和功能材料的发展情况,介绍了通过化学改性、特殊物理加工、表面改性等获得纤维素功能的功能的各种功能化的主最新的功能设计思路,并介绍了纤维素功能材料的应用,未来潜在的应用领域和发展前景。     

Carboxymethylation of Bacterial Cellulose

The carboxymethylation of bacterial cellulose (BC) was studied under typical heterogeneous reaction conditions. It was found that the BC possesses a significantly lower reactivity compared to wood cellulose converted under comparable conditions. Moreover, water-solubility of carboxymethyl cellulose (CMC) obtained from BC appears at rather high degree of substitution of about 1.5 although a nearly statistical functionalization pattern was analyzed by HPLC. Obviously, the nano-structure of BC is important for the reactivity and the properties of the synthesized CMC like water-solubility.     

Analytical Investigations of Bacterial Cellulose

The cultivation of the bacterium Acetobacter xylinus AX 5 was carried out in the common Hestrin-Schramm medium containing D -glucose as C-source and citric acid as buffer component. HPLC studies proved to be convenient methods to investigate the stability and interactions of these constituents in the starting culture liquid. Within the initial sterilization step and limited by the citric acid, up to 6% of the D -glucose was partially isomerized to D-fructose and degraded to dark-yellow products. In static culture, A. xylinus AX 5 produces cellulose extracellularly on the surface of this medium. Solid-state NMR spectroscopy represents a suitable analytical method to characterize the supramolecular structure of the bacterial cellulose in never-dried, air-dried, and freeze-dried states. It could be demonstrated that the drying process reduces the degree of crystallinity in the range of about 12% without changes in the Iα/β ratio of these cellulose modifications.     

纤维素吸附剂相关进展

随着工业化进程加快,人类活动加剧,各种环境问题日益突出,水污染首当其冲。工业生产和日常生活排放的有毒重金属离子和有机废物等造成了严重的水体污染。因此,开发出一种实用有效的吸附剂迫在眉睫。研究发现,天然纤维素可以用作吸附剂,通过化学改性可以显著增强其吸附性能。本文主要概述了纤维素吸附剂的物理化学性质、吸附机理及化学改性研究。从现有文献发现纤维素吸附剂具有十分广阔的应用前景,但工业化生产应用还存在一定的困难,需做进一步的研究。     

Alteration of Bacterial Cellulose Properties by Diacetylglycerol

Bacterial cellulose (BC) was altered by means of 0.5-2.5% w/v diacetylglycerol in acetone-water through impregnation process provided DGBC composites. Results from the scanning electron microscope images, revealed that diacetylglycerol filled the pores of BC, leads to the significant enhanced in hydrophilicity and caused a smoother BC morphology. The addition of diacetylglycerol into BC caused a slightly changed in crystallinity indexes and bring about the reduction in tensile strength and Young's modulus but increased in elongation at break and toughness. The significant reduction of tensile strength and Young's modulus was achieved for DGBC 2.5% as well as for elongation at break and hydrophylicity improvement. Through the impregnation method, diacetylglycerol serves as biodegrada–ble and safe plasticizer, resulted in less rigid and higher ductility DGBC composites.     

亚卟啉的研究进展

自2006年亚卟啉首次成功合成以来,其研究逐渐引起了化学家们的重视。随着新的合成方法的出现,含有不同取代基的亚卟啉不断被合成出来。最近报道的通过扩展卟啉的裂解反应制备亚卟啉的方法不但反应新奇,而且效率较高。通过系统的研究发现,亚卟啉是碗状的分子,具有14π的共轭大环结构。亚卟啉与普通卟啉有着许多不一样的性质,如在更高的能量上有紫外可见吸收,有强的荧光效应,而且有较强的meso位取代基效应等等。四轨道模型、理论计算以及单晶结构能够很好地解释亚卟啉与卟啉的这些性质差异。通过偶联反应, meso位苯基的对位取代基为胺基、寡聚的苯基炔基或树突状的咔唑臂的特殊亚卟啉化合物被成功合成。性质测试表明,由于meso位的取代基效应,这些修饰过的亚卟啉在双光子吸收,荧光效应,能量转移等方面具有优异的性能,在电子学、光学上有着潜在的应用前景。     

细菌纤维素在室温离子液体中的溶解性能

研究了细菌纤维素(BC)在绿色溶剂1-烯丙基-3-甲基氯代咪唑室温离子液体中的溶解行为,通过偏光显微镜观察了BC在此离子液体中的溶解过程,热失重(TGA)和红外光谱(FT-IR)测试了再生前后BC的性能,探索了BC在离子液体中溶解、再生的可能性和可行性.结果表明:离子液体是BC的优良溶剂,对BC的溶解属于直接溶解,不发生其他的衍生化反应;再生后BC的热稳定性变好,且离子液体可回收利用.     

Sorption Properties of Gel Films of Bacterial Cellulose

The structure and sorption properties of gel films of bacterial cellulose were studied in its interaction with polyvinylpyrrolidone and silver nanoparticles stabilized by this compound.