超疏水纖維素納米材料的制備和性質(zhì)研究.pdf

1、受到自然界中多種超疏水現(xiàn)象的啟發(fā)，特別是德國生物學(xué)家Neinhuis對荷葉微觀結(jié)構(gòu)的研究，引發(fā)了研究人員對于超疏水表面的構(gòu)筑、制備和性質(zhì)研究的極大興趣。超疏水表面以其優(yōu)異的自清潔能力在基礎(chǔ)研究和實際工業(yè)領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。
　　 本文以天然纖維素纖維體系作為基底物質(zhì)，通過表面溶膠—凝膠法和自組裝法的結(jié)合制備了具有顯著超疏水性的纖維素納米材料，并通過外界條件的調(diào)控實現(xiàn)了纖維素材料超疏水—超親水性質(zhì)的可逆轉(zhuǎn)換。主要研究內(nèi)容和結(jié)論如

2、下：
　　 1．對自然界中超疏水現(xiàn)象的研究和進(jìn)展進(jìn)行了綜述，并對于在此基礎(chǔ)上構(gòu)筑超疏水表面的影響因素及制備方法進(jìn)行了探討，對于外界條件的調(diào)控引發(fā)的表面超疏水—超親水性質(zhì)的可逆轉(zhuǎn)換進(jìn)行了歸納總結(jié)。
　　 2．用一種簡單易行，方便操作的方法制備了超疏水纖維素納米材料。已經(jīng)在天然纖維素纖維(濾紙和脫脂棉)的表面用表面溶膠—凝膠法沉積了納米層次的TiO2膜，此TiO2納米膜為其他客體分子進(jìn)入濾紙體系提供了一個獨特和理想的平臺，有

3、利于不同納米結(jié)構(gòu)的功能化。因此，利用納米層次的TiO2膜的平臺作用，在TiO2納米膜的基礎(chǔ)上自組裝含長鏈烷基的硅烷單層膜，制備的纖維素材料不僅具有顯著超疏水性，還具有優(yōu)異的自清潔能力和良好的化學(xué)穩(wěn)定性。沉積的TiO2納米膜和硅烷膜對于纖維素纖維的微觀形貌和內(nèi)部結(jié)構(gòu)并沒有什么影響，其宏觀的物理性質(zhì)如柔韌性和機械性能也得以很好的維持。對其自清潔能力用活性炭進(jìn)行了測試。把制備的濾紙樣品浸泡在具有不同pH值的溶液中48小時，測定浸泡前后表面接觸

4、角的變化，來衡量其耐酸堿腐蝕的能力。并探索了沉積TiO2膜厚度的不同和自組裝含不同鏈長烷基的硅烷分子對于纖維素體系超疏水性的影響。
　　 3．光致引發(fā)的纖維素材料的超疏水—超親水的可逆轉(zhuǎn)換。以濾紙為基底物質(zhì)，通過表面溶膠—凝膠法在濾紙纖維表面沉積納米層次的TiO2膜，隨后自組裝端基為三氟甲氧基的偶氮苯化合物，得到了超疏水纖維素材料。由于偶氮苯化合物在光致條件下可以實現(xiàn)其順—反式構(gòu)型的轉(zhuǎn)換，因此，對于制備的用偶氮苯化合物修飾的超疏