生物质纳米纤维及其在气凝胶领域的应用

《生物质纳米纤维及其在气凝胶领域的应用》简要概述了桑皮纤维、桑皮纳米纤维素凝胶球的制备及其载药性能应用研究，详细介绍了棕榈纤维（WPF）的脱胶工艺，优化棕榈纳米纤维（WPNF）的制备工艺。以WPF为原料，开发具有保温、吸声、优良压缩性能等复合功能的海藻酸钠/棕榈纤维气凝胶，以过硫酸铵氧化法制备的棕榈纳米纤维（AP-WPNF）为原料，制备纳米纤维气凝胶吸附剂，探究吸附剂在吸附染料、重金属方面的应用。
《生物质纳米纤维及其在气凝胶领域的应用》可作为纺织、非织造、材料等相关专业本科生、研究生选读书籍，也可供相关专业教师与科技工作者参考。

副教授，博士，技师，工程师，现代纺织技术专业带头人，江苏省青蓝工程中青年学术带头人（苏教师函（2021）11号），江苏省青蓝工程中青年骨干教师，江苏省科技副总，江苏省三区科技人才，全国纺织行业特有工种技能鉴定高级考评员，盐城市优秀科技工作者，具有15年纺织专业课程的教学经验，近五年来一直从事生物质纳米纤维及其功能性产品的相关研究，发表SCI论文5篇，授权发明专利4项。

目  录

第1章  绪论1

  1.1  课题的国内外研究现状概述2

    1.1.1  棕榈纤维的研究现状2

    1.1.2  纤维素纳米纤维制备的研究现状3

    1.1.3  纤维素气凝胶在水污染处理领域应用的研究现状11

  1.2  研究目的与研究内容18

    1.2.1  研究目的18

    1.2.2  研究内容18

  1.3  研究的创新点19

第2章  桑皮纤维/海藻酸钠凝胶球的制备及载药性能研究21

  2.1  引言21

  2.2  核壳型桑皮纤维/海藻酸钠凝胶球的制备21

    2.2.1  实验材料21

    2.2.2  实验仪器21

    2.2.3  实验过程22

  2.3  桑皮纤维/海藻酸钠的表征24

    2.3.1  MBSH的流变性能表征24

2.3.2  MBSA的TM3030形貌测试24

    2.3.3  MBSA的X射线能谱测试24

    2.3.4  MBSA的体积收缩率测试25

    2.3.5  MBSA的密度测试25

    2.3.6  MBSA的傅里叶红外光谱测试25

    2.3.7  MBSA的X射线衍射测试25

2.3.8  MBSA4的抗菌性能测试26

    2.3.9  MBSA4的溶胀性能测试26

    2.3.10  MBSA4的载药性能测试26

  2.4  结果与讨论27

    2.4.1  MBSH的流变性能分析27

    2.4.2  MBSA凝胶球的形貌分析32

    2.4.3  MBSA凝胶球的元素分析33

    2.4.4  MBSA的体积收缩率分析34

    2.4.5  MBSA的密度分析35

    2.4.6  MBSA的红外光谱分析36

    2.4.7  MBSA的X射线衍射分析37

    2.4.8  MBSA4的抗菌性能分析38

    2.4.9  MBSA4凝胶球的溶胀性能分析38

    2.4.10  MBSA4的载药性能分析39

  2.5  结论41

第3章  桑皮纳米纤维的制备及性能研究42

  3.1  引言42

  3.2  桑皮纳米纤维的制备42

    3.2.1  实验材料42

    3.2.2  实验仪器42

    3.2.3  实验过程43

  3.3  桑皮纳米纤维的表征44

    3.3.1  纤维物理性能表征44

    3.3.2  桑皮纳米纤维表面形貌分析45

    3.3.3  桑皮纳米纤维比表面积表征46

  3.4  结果与讨论46

3.4.1  桑皮纳米纤维素制备单因素试验结果与分析46    

3.4.2  RSM实验结果与模型建立48

    3.4.3  桑皮纳米纤维制备工艺优化50

    3.4.4  桑皮纳米纤维物理性能试验结果51

    3.4.5  桑皮纳米纤维的形貌分析51

    3.4.6  桑皮纳米纤维的比表面积分析52

  3.5  结论  53

第4章  桑皮纳米纤维/壳聚糖/海藻酸钠凝胶球的制备及载药性能研究54

  4.1  引言54

  4.2  桑皮纳米纤维/海藻酸钠凝胶球的制备54

    4.2.1  实验材料54

    4.2.2  实验仪器54

    4.2.3  实验过程55

  4.3  桑皮纳米纤维/壳聚糖/海藻酸钠凝胶球的表征56

4.3.1  MNSA凝胶球的形貌测试56

    4.3.2  MNSA凝胶球的体积收缩率测试56

    4.3.3  MNSA凝胶球的密度测试56

    4.3.4  MNSA5的溶胀性能测试57

    4.3.5  MNSA5的抗菌性能测试57

    4.3.6  MNSA5的载药性能测试57

  4.4  结果与讨论57

    4.4.1  MNSA5凝胶球的形貌分析57

    4.4.2  MNSA凝胶球体积收缩率分析58

    4.4.3  MNSA凝胶球密度分析59

4.4.4  MNSA5的溶胀性能分析60    

4.4.5  MNSA5的抗菌性能分析61

    4.4.6  MNSA5的载药性能分析62

  4.5  结论63

第5章  棕榈纤维的制备、工艺优化及表征65  

5.1  引言65

  5.2  棕榈纤维制备工艺优化66

    5.2.1  实验原料与试剂66

    5.2.2  实验仪器66

    5.2.3  WPF的脱胶实验方案设计66

    5.2.4  WPF化学成分与物理性能间的灰色模型建立方法67

  5.3  WPF的表征68

    5.3.1  WPF化学成分测试68

    5.3.2  WPF结晶度测试69

    5.3.3  WPF的中空度测试69

    5.3.4  棕丝和WPF的形貌测试69

    5.3.5  棕丝和WPF的红外光谱测试70

    5.3.6  棕丝和WPF的拉曼光谱测试70

  5.4  结果与讨论70

    5.4.1  WPF的化学成分分析70

    5.4.2  WPF的X射线衍射分析72

    5.4.3  WPF的灰色模型建立72

    5.4.4  WPF的中空度分析77

    5.4.5  棕丝和WPF的形貌分析77

    5.4.6  棕丝和WPF的傅里叶变换红外光谱图分析78

    5.4.7  棕丝和WPF的拉曼光谱分析79

  5.5  本章小结80

第6章  棕榈纳米纤维的制备、工艺优化及表征82  6.1  引言82

  6.2  棕榈纳米纤维的制备83

    6.2.1  实验材料83

6.2.2  实验仪器83    

6.2.3  过硫酸铵氧化法棕榈纳米纤维的制备83

    6.2.4  碱—尿素低温溶解法棕榈纳米纤维的制备84

    6.2.5  硫酸水解法棕榈纳米纤维的制备85

  6.3  响应面法实验设计85

    6.3.1  AP-WPNF制备的单因素试验85

    6.3.2  AP-WPNF的CCD实验设计85

  6.4  棕榈纳米纤维的表征86

  6.5  结果与讨论87

    6.5.1  AP-WPNF的单因素试验结果与分析87

    6.5.2  AP-WPNF的CCD模型建立与分析89

    6.5.3  AP-WPNF的形貌分析95

    6.5.4  AP-WPNF氧化度分析98

    6.5.5  棕榈纳米纤维的X射线衍射分析99

    6.5.6  AP-WPNF的红外光谱分析101

    6.5.7  AP-WPNF的电位分析102

  6.6  本章小结103

第7章  棕榈纤维复合气凝胶的制备与表征104

  7.1  引言104

  7.2  棕榈纤维复合气凝胶的制备104

    7.2.1  实验材料与试剂104

    7.2.2  实验仪器104

    7.2.3  FW/SAA的制备105

    7.2.4  FW/SAEA的制备105

  7.3  棕榈纤维复合气凝胶的表征106

  7.4  结果与讨论107

    7.4.1  SAA和FW/SAA的SEM形貌分析107

    7.4.2  FW/SAEA的X射线能谱分析109

    7.4.3  SAA和FW/SAA的体积收缩率分析109

    7.4.4  SAA和FW/SAA的密度和孔隙率分析110

    7.4.5  SAA和FW/SAA的溶胀性能分析110

    7.4.6  SAA和FW/SAA的红外光谱分析112

    7.4.7  SAA和FW/SAA的X射线衍射分析112

    7.4.8  SAA和FW/SAA的力学性能分析114

    7.4.9  SAA和FW/SAA的保温性能分析116

    7.4.10  SAA和FW/SAA的声学性能分析116

    7.4.11  SAEA和FW/SAEA的超疏水性能分析  118

  7.5  本章小结119

第8章  棕榈纳米纤维气凝胶的制备及表征121

  8.1  引言121

  8.2  棕榈纳米纤维气凝胶的制备121

    8.2.1  实验材料121

    8.2.2  实验仪器121

    8.2.3  实验过程121

  8.3  棕榈纳米纤维气凝胶的表征122

  8.4  结果与讨论123

8.4.1  HPHNA的形貌分析123

8.4.2  HPHNA的体积收缩率分析123

    8.4.3  HPHNA的密度和孔隙率分析124

    8.4.4  HPHNA的X射线衍射分析125

    8.4.5  HPHNA的热行为分析126

    8.4.6  HPHNA的力学性能分析127

    8.4.7  HPHNA的比表面积分析129

  8.5  本章小结129

第9章  棕榈纳米纤维气凝胶的吸附性能应用研究131

  9.1  引言131

  9.2  棕榈纳米纤维气凝胶的元素分布测定与吸附实验132

9.2.1  实验材料132

    9.2.2  实验仪器132

    9.2.3  HPHNA的元素分布测定132

9.2.4  HPHNA的吸附实验132

  9.3  结果与讨论134

    9.3.1  HPHNA吸附重金属离子的EDS能谱分析134

9.3.2  HPHNA对染料的吸附性能分析137

9.3.3  HPHNA对重金属离子的吸附性能分析149

9.3.4  HPHNA的再生性能研究160  

9.4  本章小结161

第10章  结论163

参考文献167