用于锂离子电池的阻燃型纤维素基复合气凝胶膜

以离子液体为溶剂,制备了纤维素水凝胶,进而通过"溶胶-凝胶"过程在纤维素凝胶中原位生成勃姆石(AlOOH),并经超临界二氧化碳干燥制得了纤维素/AlOOH复合气凝胶膜.所形成的纳米纤维状AlOOH相互搭接形成了网络结构,使复合气凝胶膜的微观形貌更加致密、孔结构更加均匀.AlOOH的引入赋予了纤维素材料优异的阻燃性能.相对于高温易软化的商用聚丙烯隔膜,纤维素/AlOOH复合气凝胶膜在150°C下30 min无尺寸变化,具有更好的高温尺寸稳定性.纤维素/AlOOH复合气凝胶膜具有优异的电解液亲和性,吸液率为350%,离子电导率为3.1 mS/cm,以纤维素/AlOOH复合气凝胶膜组装的锂电池表现出了更好的电化学稳定性,并且经过100次循环测试后,容量保持率为90.2%,在4 C/4 C的高倍率充放电测试中放电比容量为80.7 mA h g-1,均优于商用聚丙烯隔膜.由于同时具备了优异的耐高温与阻燃性能和良好的电化学性能,这类新型的纤维素基复合气凝胶膜在高性能锂离子电池领域具有潜在的应用.     

离子液体再生纤维素膜固定化木瓜蛋白酶的制备及在羊毛纤维修饰中的应用

利用离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯[Bmim]Cl溶解微晶纤维素Avicel,得到再生纤维素膜,作为载体固载木瓜蛋白酶,将其用于羊毛纤维表面鳞片结构降解修饰.固定化木瓜蛋白酶的优化条件:以质量分数为6.5%的Avicel/离子液体混合溶液制备得到再生纤维素膜为载体;改性液中(一定比例硅烷偶联剂与乙醇混合溶液)硅烷偶联剂NH_2(CH_2)_3Si(OC_2H_5)_3体积分数为30%,改性温度50℃;固定化体系p H=7.0,吸附时间3 h,交联时间4 h,交联温度50℃,戊二醛体积分数10%,游离酶浓度300 mg/m L.结果表明,再生纤维素膜表面平滑规整,木瓜蛋白酶被固定于再生纤维素膜2个表面,固载密度高;避免了游离酶浸入并侵蚀羊毛主体纤维内部而对鳞片结构降解不明显的缺点,将酶的催化作用区域控制在羊毛纤维表面,有效降解鳞片角质结构,催化效能优良.     

聚醚砜/纤维素晶体共混膜材料及其超滤性能

聚醚砜与纤维素晶体等共混成铸膜液,采用浸没沉淀相转化法制备聚醚砜/纤维素晶体共混膜材料.通过超滤装置检测复合膜的水通量、截留率、平均孔径、孔隙率、抗污染性等超滤性能,从而讨论了纤维素晶体含量对共混膜超滤性能的影响.采用抗张测试机、热重分析仪(TGA)、原子力显微镜(AFM)对共混膜的力学性能、热稳定性能、形貌结构进行表征.结果表明,随着纤维素晶体的含量的增加,共混膜的纯水通量先升高后有所降低,截留率均保持在91%～95%,抗张强度、断裂伸长率先增大后有所下降,抗污染性较纯聚醚砜膜显著提高.当纤维素晶体质量分数为1%时,纯水通量达到最大为813.3L·m-2·h-1,孔隙率为88.8%,平均孔径达为70.9nm,抗张强度为7.25MPa,断裂伸长率为11.6%,平均污染度FR值为22.0%,衰减系数m值为35.8%.共混膜具有由纤维素晶体、聚醚砜热降解分别引起的两个失重阶段.共混膜为典型非对称膜结构,表皮层较为致密,多孔支撑层孔径较大.     

用于锂离子电池的阻燃型纤维素基复合气凝胶膜

以离子液体为溶剂，制备了纤维素水凝胶，进而通过“溶胶-凝胶”过程在纤维素凝胶中原位生成勃姆石(AlOOH)，并经超临界二氧化碳干燥制得了纤维素/AlOOH复合气凝胶膜.所形成的纳米纤维状AlOOH相互搭接形成了网络结构，使复合气凝胶膜的微观形貌更加致密、孔结构更加均匀.AlOOH的引入赋予了纤维素材料优异的阻燃性能.相对于高温易软化的商用聚丙烯隔膜，纤维素/AlOOH复合气凝胶膜在150℃下30 min无尺寸变化，具有更好的高温尺寸稳定性.纤维素/AlOOH复合气凝胶膜具有优异的电解液亲和性，吸液率为350%，离子电导率为3.1 mS/cm，以纤维素/AlOOH复合气凝胶膜组装的锂电池表现出了更好的电化学稳定性，并且经过100次循环测试后，容量保持率为90.2%，在4 C/4 C的高倍率充放电测试中放电比容量为80.7 mA h g~(-1)，均优于商用聚丙烯隔膜.由于同时具备了优异的耐高温与阻燃性能和良好的电化学性能，这类新型的纤维素基复合气凝胶膜在高性能锂离子电池领域具有潜在的应用.     

离子液体中的纤维素溶解、再生及材料制备研究进展

近年来,离子液体作为一类新型的环境友好介质和软功能材料受到了广泛的关注,并被广泛应用于有机合成、催化、电化学、分离分析等领域.其中,离子液体中的纤维素化学是当前离子液体研究的热点领域之一,离子液体的出现也为纤维素化学的进一步发展提供了广阔的空间.离子液体以其低熔点、高稳定性、低蒸汽压、溶解性能可调节等优异的理化性能已被证实为纤维素的有效溶剂,被广泛用于纤维素的溶解、再生及应用研究.综述了离子液体中纤维素的溶解行为,包括纤维素溶解度的影响因素、纤维素在离子液体中的溶解过程、纤维素的溶解及再生机理等,以及离子液体中基于纤维素的新型材料制备研究进展,并对离子液体中纤维素研究存在的问题和未来的发展方向进行了总结和展望.     

溶液预凝胶化对再生纤维素水凝胶膜性能的影响

研究了溶液预凝胶化对纤维素/NaOH/尿素水溶液体系以浸没沉淀相转化法制备的再生纤维素水凝胶膜的影响.通过静态拉伸、扫描电子显微镜研究了预凝胶化温度、凝固浴温度、凝固浴组成对再生纤维素水凝胶膜结构和性能的影响.结果表明,与常规的浸没沉淀相转化法相比,使溶液预凝胶化可以提高所制备的水凝胶膜的机械性能.经60℃预凝胶30 min后制备的水凝胶膜,拉伸强度比未经预凝胶处理的水凝胶膜提高85%.凝固浴温度的升高和凝固浴中硫酸浓度的增大均会导致形成具有较大孔结构的纤维素水凝胶膜,机械性能也随之下降.     

邻甲酚酞甲醛缩合物及其纤维素膜的pH敏感性

介绍了一种制备pH值致变色的纤维素膜材料的新方法,其关键技术在于首先将邻甲酚酞与甲醛反应生成邻甲酚酞甲醛低分子量缩合物(CPF),然后再沿用物理“包埋”的方法将其固定在二醋酸纤维素膜中.最后,放入0.1mol LNaOH溶液中水解24h,以增加亲水性,减少响应时间,得到的是一种固定有CPF的水解二醋酸纤维素膜(CPF HCDA).测试表明该膜在pH=8.0～13.0范围内具有很好的pH值致变色性能;平衡响应时间快,约为2～30s;在碱液中贮存6个月后,吸光度损失仅为5%,长期稳定性好.该膜可以用作pH值光纤传感膜材料和重复使用的pH值指示材料,以替代传统的小分子酚酞及一次性的酚酞指示试纸.     

壳聚糖-纤维素硫酸钠聚电解质复合物膜对药物表观渗透系数的测试

药物渗透系数是考察复合物膜的药物释放性能的重要参数. 本文以溶解性不同的两种药物扑热息痛和5-氨基水杨酸(5-ASA)为模型药物研究了其在壳聚糖-纤维素硫酸钠聚电解质复合物膜中的渗透性能. 结果表明：壳聚糖-纤维素硫酸钠聚电解质复合物膜的渗透性能与其溶胀性能密切相关;复合物膜中壳聚糖和纤维素硫酸钠的配比、相对分子量和pH值对膜的渗透性能和溶胀性能影响显著,以扑热息痛作为模型药物研究了壳聚糖-纤维素硫酸钠聚电解质复合物膜在模拟胃肠液中对药物的渗透性能. 通过调整该复合物膜的配方,可以使该膜分别实现胃、小肠和结肠定位释药的目的.     

壳聚糖-纤维素硫酸钠聚电解质复合物膜对药物表观渗透系数的测试(英文)

药物渗透系数是考察复合物膜的药物释放性能的重要参数.本文以溶解性不同的两种药物扑热息痛和5-氨基水杨酸(5-ASA)为模型药物研究了其在壳聚糖-纤维素硫酸钠聚电解质复合物膜中的渗透性能.结果表明:壳聚糖-纤维素硫酸钠聚电解质复合物膜的渗透性能与其溶胀性能密切相关;复合物膜中壳聚糖和纤维素硫酸钠的配比、相对分子量和pH值对膜的渗透性能和溶胀性能影响显著,以扑热息痛作为模型药物研究了壳聚糖-纤维素硫酸钠聚电解质复合物膜在模拟胃肠液中对药物的渗透性能.通过调整该复合物膜的配方,可以使该膜分别实现胃、小肠和结肠定位释药的目的.     

新型亲和膜色谱用于去除胆红素的研究

 以纤维素膜为亲和基质 ,接枝后分别以聚赖氨酸和季铵盐为配基 ,制备了两种亲和膜介质 ,用于去除磷酸缓冲液 (pH 7 4)及人血白蛋白 (HSA)溶液中的胆红素。实验结果表明 ,该方法对磷酸缓冲液中胆红素的去除率能达到 70 %以上 ;对HSA溶液中的胆红素 ,其去除率稍低 ,但在较低浓度的HSA溶液中 ,也能获得高于 5 0 %的去除率。并对亲和膜与胆红素间的亲和作用进行了研究 ,考察了温度、流速、HSA浓度及胆红素初始浓度等相关条件对去除效果的影响。结果表明 ,在较高的温度条件下 ,去除效果较佳 ;在较高的初始浓度情况下 ,胆红素的吸附速率较大。     

基于离子液体的硫酸根离子选择电极的研究

将离子液体BMIMPF6应用于传感膜中制备硫酸根选择性电极,研究发现离子液体在电极中不仅能够提高传感膜的介电常数和传导速率,还与硫酸根离子发生相互作用,起到载体的功能。利用离子液体和硫脲的协同作用制备的电位传感器,对硫酸根离子在10-5～10-2 mol/L范围内有能斯特响应,同时具有pH干扰小,重复性好,响应时间快等特点,能够用于环境和生物医疗检测。     

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.     

以纤维素/AmimCl溶液制备纤维素气凝胶

利用离子液体AmimCl溶解结合超临界CO2干燥的方法制备了纤维素气凝胶材料.研究了不同初始浓度的纤维素溶液及其在不同凝固浴中制备的纤维素凝胶的流变行为,进一步考察了纤维素溶液浓度和凝固浴种类对纤维素气凝胶材料结构的影响.结果表明,随着初始纤维素溶液浓度的增大,气凝胶的孔结构逐渐致密,比表面积随之减小;凝固浴的组成对纤维素气凝胶的结构也有较大影响.采用适当的制备条件,可以制备出高比表面积的纤维素气凝胶材料.对纤维素气凝胶的热性能进行了表征,结果表明所得到的气凝胶材料具有较好的热稳定性和较高的炭残余含量.     

离子液体对锯末中纤维素的溶解及再生研究

探讨了离子液体1-(4-磺酸基丁基)-3-甲基咪唑的硫酸氢盐(IL-1)作为催化剂,金属氯化物作为助催化剂时纤维素的水解,利用离子液体IL-1对杨木锯末中纤维素的直接溶解并再生,考察了温度、碱性溶液的浓度以及溶解时间对溶解率的影响,通过傅里叶红外光谱FT-IR、X-射线衍射仪及热失重对处理前后锯末、再生纤维素的结构、结晶性及热性能进行了研究.结果表明,温度为90℃,NaOH质量分数为6%,溶解时间为2 h时,离子液体对杨木锯末具有最佳的溶解性,溶解率可达45%左右.离子液体主要溶解杨木锯末中的纤维素,且为非衍生化的直接溶解,再生后的纤维素结晶形态由纤维素I变为II,热稳定性能有所降低.     

纤维素/甲壳素共混膜的结构表征与抗凝血性能

以 6wt %NaOH 4wt%尿素为纤维素的新溶剂 ,采用溶液共混法制备出纤维素 甲壳素共混膜 ,为甲壳素在碱性溶液中制膜提供了新的方法 .红外光谱、X 射线衍射、扫描电镜和力学性能、抗凝血性能测试结果表明 ,共混膜中甲壳素含量低于 4 0wt%时 ,纤维素与甲壳素分子间具有良好的相容性 ;在纤维素中引入适量甲壳素可提高共混膜的抗张强度 ,共混膜的干、湿态抗张强度在甲壳素含量 10wt%时最大 ,其值分别为 89 1MPa和 4 3 7MPa ,比纯态纤维素膜的干、湿态抗张强度分别提高了 6 7%和 11 5 % ;甲壳素的引入可明显降低血小板在共混膜表面的粘附、凝聚与变性 ,增大共混膜的抗凝血参数 ,甲壳素含量达到 5 0wt%时 ,该共混膜具有良好的抗凝血性能     

离子液体水溶液pH值测定及酸碱特性研究

在离子液体水溶液作为新一代优良吸收工质的工业应用研究和开发中,对该体系的物理化学性质（诸如离子液体在水中存在性状及其酸碱性问题等）的深入认识和掌握尤为重要. 本文采用pH酸度计和精密pH试纸两种方法,对水质量分数分别为0.04～0.95的1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐（[EMIM]Ac）和0.01～0.96的1-己基-3-甲基咪唑氯盐（[HMIM]Cl）离子液体水溶液的pH值进行测试和定量分析. 测试结果表明pH酸度计和精密pH试纸两种方法的测试结果有较大的差异,这种差异是由于离子液体-水混合体系中局部形态与整体特性不同造成的. 本文成功拟合了pH精密试纸测定值,计算获得的这两种离子液体水溶液的酸浓度与测定值基本符合,精密试纸测定的pH值可用于表征离子液体水溶液整体酸碱特性. 基于离子液体在水溶液中形成惰化聚合膜的假设,提出了分别表征聚合膜水溶解度和离子液体水溶液水活度系数的溶液理论模型,根据溶液相平衡理论建立了聚合膜中氢离子浓度与水溶液中氢离子浓度差别的计算方法,成功拟合了pH酸度计测定值. 研究结果为离子液体水溶液体系的pH值和酸碱度分析提供了实验依据和预测理论模型.     

离子液体催化制备5-羟甲基糠醛的研究进展

本文综述了离子液体催化制备5-羟甲基糠醛的研究进展。运用离子液体作为反应溶剂和催化剂,与常规合成HMF的方法相比,其反应在常压、低温下进行,更易于操作控制;副反应数量明显减少,HMF的产率稳定,可达90%;离子液体催化活性稳定,可重复利用,减少了有机溶剂的使用量;利用离子液体作为媒介,能将反应原料从单一的果糖扩展到葡萄糖和纤维素等廉价原料,降低了生产成本。由此可见,运用离子液体催化制备HMF将是今后研究的重点和发展的必然趋势。     

5-氟尿嘧啶在pH敏感型分子筛控释载体中的缓释行为

以肠溶性的羟丙基甲基纤维素邻苯二甲酸酯(HPMCP)作为包覆材料,制备了HPMCP包覆的SBA-15介孔分子筛药物控释载体(HPMCP/SBA-15),并考察了抗癌药物5-氟尿嘧啶(5-Fu)负载于控释载体后,在不同pH释放环境中的释放行为.结果表明,在模拟胃液中(pH=1.2),HPMCP能明显地延缓5-Fu的释放速度;药物释放4h后,其释放率仅为15%.而在模拟肠液中(pH=7.5)HPMCP迅速溶解,对5-Fu释放速度的影响甚微;药物释放4h后,释放率可达到80%.与此同时,包覆膜的干燥温度影响5-Fu的释放行为,干燥温度越高,药物在模拟胃液中的释放速度越慢.     

离子液体作为功能单体制备溶菌酶分子印迹复合膜的研究

以1-乙烯基-3-乙酸乙酯咪唑氯离子液体为功能单体,以再生纤维素膜为基膜,采用温和的表面ATRP接枝聚合技术在水溶液中制备了溶菌酶分子印迹膜.通过紫外-可见光谱分析了离子液体与模板分子的作用力,讨论了功能单体1-乙烯基-3-乙酸乙酯咪唑氯用量对印迹复合膜性能的影响,研究了分子印迹复合膜对溶菌酶模板分子及其结构类似物的吸附行为和选择性识别特性.结果表明,以1-乙烯基-3-乙酸乙酯咪唑氯离子液体作为功能单体的溶菌酶分子印迹膜能够从结构类似物混合体系中选择性分离富集溶菌酶,且具有很好的稳定性和可再生性能.     

离子液体内耦合液膜迁移苯酚的研究

本文以N-甲基咪唑为原料,采用微波合成法,制备了疏水性离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([BMIM]PF6),并将其作为液膜,对苯酚的内耦合液膜迁移进行了研究,考察了温度、搅拌速度、料液相酸度、初始浓度及解析相NaOH浓度等因素对苯酚迁移的影响,得出了最佳迁移条件:温度300 K,搅拌速度350 r/min,料液相pH为3.65,解析相NaOH浓度为0.8 mol/L.在最佳液膜条件下,对于10 mg/L苯酚溶液,迁移110 min,迁移率可以达到97.3%,膜相中有少量苯酚滞留.离子液体可循环使用.