氨基功能化纳米纤维素气凝胶的制备及性能

刘双; 张洋; 张天蒙; 江华; 姚远

doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20180316.004

氨基功能化纳米纤维素气凝胶的制备及性能

刘双¹,
张洋^1,,
张天蒙¹,
江华²,
姚远¹

1.
南京林业大学材料科学与工程学院, 南京 210037;
2.
南京林业大学化学工程学院, 南京 210037

基金项目: 林业公益化行业科研专项（201504603）

详细信息

中图分类号: TB332;TQ427.26
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出版历程
- 收稿日期: 2017-12-09
- 修回日期: 2018-02-08

Preparation and characterization of 3-(2-aminoethylamino) propylmethyldimethoxysilane-nano cellulose aerogels

1.
College of Materials Science and Engineering, Nanjing Forestry University, Nanjing 210037, China;
2.
College of Chemical Engineering, Nanjing Forestry University, Nanjing 210037, China

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Corresponding author:
ZHANG Yang: 张洋,教授,研究方向为木质及非木质复合材料人造板、胶粘剂、生物质材料等应用,E-mail:yangzhang31@126.com

摘要

摘要: 选用3-（2-氨基乙氨基）丙基甲基二甲氧基硅烷（AEAPMDS）对球形纤维素纳米纤维（CNF）湿凝胶进行化学修饰，探讨了改性反应条件对氨基纳米纤维素中N含量的影响，选用叔丁醇溶液为置换溶剂，采用冷冻干燥制备了一种新型的生物质气凝胶。对所制备的3-（2-氨基乙氨基）丙基甲基二甲氧基硅烷-纤维素纳米纤维（AEAPMDS-CNF）气凝胶的微观形貌、结构特征、力学强度及CO₂的吸附等性能进行表征和分析。结果表明：反应时间为10 h、反应温度为90℃、AEAPMDS溶液的质量分数为12wt%时，是AEAPMDS-CNF气凝胶的最佳制备方案。改性后的纤维素气凝胶具有三维网络孔结构、质轻（ρ ≤ 0.0573 g·cm^-3）、高孔隙率（ε>90%）等特点，其压缩强度为0.46 MPa，CO₂吸附量高达1.54 mmol·g^-1，表现出优异的CO₂吸附性能，具有很大的应用前景。
- 纳米纤维素 /
- 气凝胶 /
- 化学修饰 /
- CO₂吸附材料 /
- 生物质复合材料
Abstract: A novel cellulose nanofibers(CNF) aerogels were prepared based on the spherical cellulose nanofiber gel modified with 3-(2-aminoethylamino) propylmethyldimethoxysilane (AEAPMDS) in combination by solvent displacement and freeze drying. The change of its N content was investigated under different reaction conditions. The resultant spherical nano cellulose aerogels were characterized with respect to microscopic morphology, structural characteristics, mechanical properties and CO₂ adsorption properties. The results show that the best preparation condition of the AEAPMDS-CNF aerogel is for 10 h at 90℃ and 12wt% AEAPMDS. The prepared AEAPMDS-CNF aerogel is a mesoporous material with 3D network pore structure, light mass (ρ ≤ 0.0573 g·cm^-3) and high porosity (ε>90%). Its compressive strength can reach 0.46 MPa with a high CO₂ adsorption capacity of up to 1.54 mmol·g^-1. It is a promising material for CO₂ adsorption in the future.
- cellulose nano fibers /
- aerogels /
- chemical modification /
- CO₂ adsorption /
- biomass composites

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参考文献(0)

施引文献(14)

期刊类型引用(9)

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