功能化碳纳米点在木材表面耐光老化的应用研究

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作者 张龙飞 杨博涵 +3 位作者 彭立民 程献宝 吕少一 王思群 《木材科学与技术》 北大核心 2024年第5期21-31,共11页

木材表面耐光老化处理是提升其光稳定性的有效途径之一。研究以杉木粉为碳源,通过水热反应制备初级碳纳米点(carbondots, CDs),再以四甲基哌啶胺化合物(tetramethylpiperidin-amine,TAM)为表面功能化修饰剂,获得以哌啶胺功能化的碳纳米... 木材表面耐光老化处理是提升其光稳定性的有效途径之一。研究以杉木粉为碳源,通过水热反应制备初级碳纳米点(carbondots, CDs),再以四甲基哌啶胺化合物(tetramethylpiperidin-amine,TAM)为表面功能化修饰剂,获得以哌啶胺功能化的碳纳米点(TAM-CDs)。采用荧光光谱和表面色度参数测试等方法分析TAM-CDs的光学性能和TAM-CDs浸渍处理非洲白梧桐(Triplochiton scleroxylon)薄木的性能,运用CIE色度坐标探究功能化木材黄变过程的色度变化规律。结果表明,合成的TAM-CDs平均粒径约5 nm,其水溶液具有较好的紫外线吸收性能,最大荧光发射波长为448 nm;CIE色度坐标变化轨迹揭示TAM-CDs具有良好的抑制木材表面黄变效果,可显著延缓木材表面的光老化行为。 展开更多

关键词 木材 碳纳米点 光致发光 耐光性能 功能涂层

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碳量子点复合TiO_(2)木材涂层制备及其净化甲醛气体的研究 被引量：4

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作者 张龙飞 海日汗 +2 位作者 王思群 陈志林 王雅梅 《北京林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期113-122,共10页

【目的】为提高二氧化钛(TiO_(2))光催化剂净化甲醛气体污染物的能力,利用具有优异光吸收性能和电子转移能力的碳量子点(CDs)掺杂改性TiO_(2),可大幅度提高TiO_(2)光催化性能。【方法】采用3-氨丙基三甲氧基硅烷(APTMS)对亲水性纳米TiO_... 【目的】为提高二氧化钛(TiO_(2))光催化剂净化甲醛气体污染物的能力,利用具有优异光吸收性能和电子转移能力的碳量子点(CDs)掺杂改性TiO_(2),可大幅度提高TiO_(2)光催化性能。【方法】采用3-氨丙基三甲氧基硅烷(APTMS)对亲水性纳米TiO_(2)进行表面改性,并将禾本植物柳枝稷合成的CDs负载于TiO_(2)制备了TiO_(2)-CDs复合光催化木材功能涂层。借助高分辨透射电子显微镜、红外光谱、热重分析、紫外可见光光谱、荧光光谱等表征手段对CDs及其负载TiO_(2)复合光催化剂进行表征,并以甲醛气体作为模拟污染物进行光催化降解实验。【结果】合成的CDs粒径尺寸为3~6 nm,表现为较好的石墨相结构,且CDs光致发光具有一定的激发依赖性。CDs功能化TiO_(2)复合材料不仅在紫外光区域有较强的吸收,而且在400~500 nm波长范围内具有更宽的吸收带,CDs负载TiO_(2)光催化涂层分别在紫外光源与紫外结合可见光源条件下对甲醛气体的净化效率达到68.26%和81.63%,较未改性的TiO_(2)木材涂层提高了35.55%和38.71%,同时TiO_(2)-CDs木材涂层可显著降低木材表面润湿性,其表面水接触角为96.4°,较对照组木材(62.5°)提升了54.24%。表面涂饰对木材表观颜色影响较小,TiO_(2)-CDs净醛功能化木材的表面亮度较对照组木材轻微降低了5.22%,表面色差较对照组为11.03。此外,TiO_(2)-CDs木材涂层具有优良的可重复使用性能,相比第一次循环,7次循环后试样对甲醛气体的降解效率仅分别下降了3.54%和2.56%。【结论】CDs掺杂功能化可拓宽TiO_(2)光催化剂在可见光区域净化甲醛气体污染物的能力,同时改善木材表面润湿性,且对木材表观颜色影响较小,对于开发具有净化室内甲醛气体污染物功能的木质材料意义重大。 展开更多

关键词 碳量子点 二氧化钛 甲醛 光催化

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两种干燥方式对碳纳米管/纳米纤维素气凝胶结构与性能的影响 被引量：2

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作者 常焕君 张龙飞 +1 位作者 吕少一 王思群 《木材科学与技术》 北大核心 2022年第5期43-49,共7页

采用超临界干燥和冷冻干燥法制备了碳纳米管/纳米纤维素气凝胶,探讨两种干燥方法对气凝胶的微观形貌、化学结构、结晶性、比表面积、孔隙结构和电化学性能的影响规律。结果表明:两种干燥方法对气凝胶微观结构、结晶性、比表面积、孔隙... 采用超临界干燥和冷冻干燥法制备了碳纳米管/纳米纤维素气凝胶,探讨两种干燥方法对气凝胶的微观形貌、化学结构、结晶性、比表面积、孔隙结构和电化学性能的影响规律。结果表明:两种干燥方法对气凝胶微观结构、结晶性、比表面积、孔隙结构和电化学性能影响显著,而对其化学结构影响有限;超临界干燥的SWCNT/CNF气凝胶呈现纤丝状多孔网络结构,结晶度为56.41%,比表面积和孔体积分别为266.39 m^(2)/g和0.77 cm^(3)/g,面积比电容为265.46 mF/cm^(2);而冷冻干燥的样品则为片状结构,结晶度为31.37%,比表面积和孔体积分别为47.78 m^(2)/g和0.15 cm^(3)/g,面积比电容为176.04 mF/cm^(2);超临界干燥的气凝胶具有更高的结晶度、更大的比表面积和孔体积,能够为电极材料提供更多的活性位点,提升其电化学性能。本研究为制备高性能电极材料提供了研究思路。 展开更多

关键词 气凝胶 纳米纤维素 碳纳米管 超临界干燥 冷冻干燥

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微胶囊技术在木质功能材料中的应用及展望 被引量：15

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作者 胡拉 吕少一 +2 位作者 傅峰 黄景达 王思群 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期148-157,共10页

随着市场需求对木质材料性能要求的提高以及其他材料竞争的加剧,木质材料的功能化已成为拓宽木质产品使用范围、提高产品社会经济附加值和促进产业转型升级的重要途径。微胶囊技术是一门蓬勃发展的交叉性技术,具有控制释放和高效阻隔的... 随着市场需求对木质材料性能要求的提高以及其他材料竞争的加剧,木质材料的功能化已成为拓宽木质产品使用范围、提高产品社会经济附加值和促进产业转型升级的重要途径。微胶囊技术是一门蓬勃发展的交叉性技术,具有控制释放和高效阻隔的特殊优势,为木质功能材料的发展提供了一个全新平台。通过微胶囊化处理,具备电学、磁学、光学、声学、热学、力学、化学以及生物医学等功能特性的单元被分割成稳定的微小粒子,显著增大了功能单元的比表面积,增强了其功能效应。依据产品对单一或复合功能特性的需求,将这些尺寸很小的功能体均匀地导入木质材料内部或者富集于其表面,可以明显降低功能单元的消耗量,制备出效能持久的木质功能材料。在木材防腐处理中,微胶囊技术能够有效降低防腐剂对环境和人体健康的危害,实现防腐剂的缓慢可控释放。在阻燃木质材料领域,微胶囊技术可以显著降低阻燃剂的吸湿性,减少阻燃剂对复合材料胶合性能和力学性能带来的不利影响,并实现协同阻燃成分之间的高效复合。在木质材料留香处理时,微胶囊技术非常适用于提高香精的稳定性、延长其使用期限,开发具有持久留香特性的木质功能产品。在可逆温致变色木质材料的开发中,利用微胶囊技术包覆多元变色组分形成变色微粒,是提高其变色稳定性及持久性的有效途径。此外,利用微胶囊技术制备的热敏/压敏型多功能微粒,在应用于木质材料时表现出贮存期长、使用方便及用量小等优势。微胶囊技术还被用于合成缓释型甲醛捕捉剂,在木质材料使用过程中发挥长效的降醛作用。尽管微胶囊技术为木质功能材料的发展注入了新的活力,但目前仍处于兴起阶段,今后应重点从以下几方面开展进一步研究:加快开发纳米胶囊技术,深入研究微胶囊与木质材料的结合机制,实现功能体在木质材料中的快速导入和稳定结合;系统研究木质功能材料生产及使用过程中外界条件对微胶囊形态、物理力学性能及功能特性的影响,为微胶囊的应用提供更多理论依据;利用微胶囊技术改善不同类型功能单元的相容性,开发多功能木质材料;加快可逆温致变色等智能微胶囊的应用研究,推动现代家居向智能化方向发展;开展功能微胶囊相关标准化的研究,引领功能微胶囊技术在木质材料领域健康、有序发展。 展开更多

关键词 微胶囊 木质功能材料 应用 发展趋势

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纳米木质素的制备及应用研究现状 被引量：7

5

作者 熊福全 韩雁明 +3 位作者 王思群 李改云 秦特夫 储富祥 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期156-161,共6页

随着能源问题和环境问题的突出,木质素作为一种可再生的生物质原料日益受到广泛关注。纳米木质素的开发可为木质素的利用提供一条新途径。文中综述了沉降法、机械法、自组装和逐步加成聚合方法制备纳米木质素的现状,以及纳米木质素在紫... 随着能源问题和环境问题的突出,木质素作为一种可再生的生物质原料日益受到广泛关注。纳米木质素的开发可为木质素的利用提供一条新途径。文中综述了沉降法、机械法、自组装和逐步加成聚合方法制备纳米木质素的现状,以及纳米木质素在紫外防护和抗菌、纳米填料和生物质基载体方面的应用特性,以期为林木生物质资源的化学深加工及纳米木质素的开发提供借鉴。 展开更多

关键词 纳米木质素 沉降法 机械法 自组装 逐步加成聚合

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点击化学在木质纤维素化学修饰中的研究现状 被引量：4

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作者 熊福全 韩雁明 +3 位作者 李改云 秦特夫 王思群 储富祥 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期90-96,共7页

化学修饰可改善木质纤维素和聚合物基质的相容性且使其具有特定功能。点击化学作为化学修饰的一种重要方法,是由2001年诺贝尔化学奖获得者Sharpless首次提出的,主要包括铜催化叠氮-炔基环加成反应(CuAAC)、环张力催化叠氮-炔基环加成反... 化学修饰可改善木质纤维素和聚合物基质的相容性且使其具有特定功能。点击化学作为化学修饰的一种重要方法,是由2001年诺贝尔化学奖获得者Sharpless首次提出的,主要包括铜催化叠氮-炔基环加成反应(CuAAC)、环张力催化叠氮-炔基环加成反应(SPAAC)、巯基-烯/炔点击反应(Thiol-Ene/Yne)和狄尔斯-阿尔德尔环加成反应(Diels-Alder)等反应类型。相比传统接枝修饰方法,点击化学具有反应条件温和、环境污染小、副反应少、分离提纯简单、产量和效率高等优点,在木质纤维素的化学修饰方面已有相关应用。在点击反应方法方面,CuAAC反应是一种最普遍的点击反应类型,也是对木质纤维素化学修饰应用最多的一类反应;但CuAAC反应后催化剂很难移除,在一定程度上限定了反应后产品的用途,将Cu(I)通过共价键结合在纳米纤维素气凝胶的表面能使点击反应中的铜有效回收。相比CuAAC反应,Thiol-Ene/Yne反应不需要有毒的铜作为催化剂。点击化学在纤维素的研究方面,将纤维素自身或与聚合物进行点击反应能制备水凝胶和片状纳米纤维素凝胶;此外,荧光标记的纤维素材料能证明点击反应的发生,通过2种点击反应能制备多色荧光标记的纳米纤维素材料。点击化学在半纤维素和木质素的研究方面,木聚糖通过与聚乳酸进行点击反应形成共聚物,能降低玻璃化转变温度,提高热分解温度。通过CuAAC反应能形成苯三唑连接高产率的邻位木糖苷和木二糖苷。木质素和聚苯乙烯通过点击反应能制备一种热塑性聚合物。此外,通过生物正交点击化学能描述活体植物细胞壁的木质化过程。点击化学在木质纤维素上的应用还没有深入研究,扩大点击化学在木质纤维素上的应用范围仍然需要进一步探索。由于点击反应的条件比较温和,很多反应都能在室温下进行,非常有利于在生物医用材料领域的研究,并且纤维素和半纤维素等多糖又具有良好的生物相容性,为纤维素和半纤维素在生物领域的应用创造了有利条件。此外,由于铜催化的毒性作用,无铜催化的点击反应可能会作为一个重要发展方向,像环张力催化叠氮-炔基环加成反应、Diels-Alder反应和Thiol-Ene/Yne反应。 展开更多

关键词 点击化学 纤维素 半纤维素 木质素

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热解条件对橡木组成结构与纳米压痕测试结果的影响 被引量：5

7

作者 徐德良 丁涛 +4 位作者 李延军 刘翔 贾翀 张洋 王思群 《林业工程学报》 北大核心 2017年第3期22-27,共6页

以阔叶材橡木为对象,研究热解过程中木材组成结构与微观力学性能的转变特征。分别使用傅里叶红外光谱技术(FTIR)、X射线衍射技术(XRD)和纳米压痕技术(NI)分析热解过程中木材化学组成成分、微纤丝结构和细胞壁微观力学性能的转变。研究... 以阔叶材橡木为对象,研究热解过程中木材组成结构与微观力学性能的转变特征。分别使用傅里叶红外光谱技术(FTIR)、X射线衍射技术(XRD)和纳米压痕技术(NI)分析热解过程中木材化学组成成分、微纤丝结构和细胞壁微观力学性能的转变。研究结果表明,热解温度达到325℃时木材化学组成与微纤丝结构都发生了显著转变,木材化学成分中的纤维素和半纤维素已基本裂解完毕,木质素结构仍有存在,且已有碳素材料特征峰出现;对应XRD图谱分析,由于纤维素的热解,325℃时细胞壁微纤丝构造引起的衍射峰已经消失。NI研究发现热解温度达到300℃时,橡木纤维细胞壁微观力学性能变化显著,弹性模量从未热解处理的(16.6±1.39)GPa下降至(5.78±0.30)GPa。细胞壁硬度与未热解处理木材的(0.46±0.045)GPa相比,当热解温度为250℃和300℃时,硬度值略有上升,分别为(0.54±0.049)和(0.52±0.024)GPa;同时发现300℃热解后木材细胞壁弹性模量和硬度数值的分散度变小,认为是因细胞壁组成与结构变得均一化所造成。 展开更多

关键词 木材热解 化学组成 纤丝结构 微观力学

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木质材料表面疏水性能的研究进展 被引量：4

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作者 杨蕊 周定国 +2 位作者 王思群 张洋 吴燕 《木材工业》 北大核心 2012年第6期26-29,41,共5页

木材及木制品因具有吸湿性,导致其尺寸稳定性较差,使用范围受到限制,使用寿命降低。在总结国内外木质材料表面疏水性研究进展的基础上,分析相关研究和应用中存在的问题,并为从根本上解决木质材料尺寸稳定性问题提供建议。

关键词 疏水性 木质材料 表面改性

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制备工艺对聚磷酸铵微胶囊性能的影响 被引量：2

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作者 胡拉 吕少一 +3 位作者 傅峰 陈志林 黄景达 王思群 《塑料工业》 CAS CSCD 北大核心 2015年第9期95-98,102,共5页

以聚乙二醇改性三聚氰胺-甲醛树脂为壁材、聚磷酸铵(APP)为芯材,通过原位聚合法成功制备了"三元一体"膨胀型阻燃微胶囊,重点研究了p H值、反应温度及反应时间对微胶囊产率、吸湿性、热稳定性和成炭性能的影响。结果表明,随着... 以聚乙二醇改性三聚氰胺-甲醛树脂为壁材、聚磷酸铵(APP)为芯材,通过原位聚合法成功制备了"三元一体"膨胀型阻燃微胶囊,重点研究了p H值、反应温度及反应时间对微胶囊产率、吸湿性、热稳定性和成炭性能的影响。结果表明,随着p H值的降低、反应温度的升高或反应时间的延长,预聚物分子缩聚速度加快,聚磷酸铵微胶囊(MCAPP)产率和壁材含量逐渐增加;随着p H值的降低或反应温度的升高,MCAPP壁材结构趋于疏松,吸湿增重率变大,而反应时间对吸湿性没有明显影响;300℃以内工艺条件对MCAPP分解率没有明显影响,400℃时MCAPP壁材含量越高,分解率较高,热稳定性较差;MCAPP的热解残重随时间的延长而逐渐增大,随着p H值的降低或温度的升高呈现先上升后下降的变化趋势。 展开更多

关键词 聚磷酸铵 微胶囊 工艺条件 膨胀型阻燃剂

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交联剂用量对纳米纤维素交联气凝胶结构的影响 被引量：2

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作者 吕少一 陈艳萍 +3 位作者 韩申杰 郭丽敏 王思群 陈志林 《木材工业》 北大核心 2017年第6期10-14,共5页

以1,2,3,4-丁烷四羧酸(BTCA)为交联剂,制备木浆纤维(WPF)/纤维素纳米晶体(CNC)交联气凝胶,探讨交联剂用量对气凝胶的微观形貌、化学结构、晶型结构、孔隙结构的影响规律。结果表明:气凝胶由WPF/CNC相互交织形成三维网络结构,且在WPF周... 以1,2,3,4-丁烷四羧酸(BTCA)为交联剂,制备木浆纤维(WPF)/纤维素纳米晶体(CNC)交联气凝胶,探讨交联剂用量对气凝胶的微观形貌、化学结构、晶型结构、孔隙结构的影响规律。结果表明:气凝胶由WPF/CNC相互交织形成三维网络结构,且在WPF周围环绕CNC形成纳米纤维;BTCA交联对气凝胶的结构影响显著,用量增加可致气凝胶的结晶度、比表面积和孔容减小。 展开更多

关键词 气凝胶 纤维素纳米晶体 木浆纤维 交联剂 制备 结构

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纤维素基材料表面浸润控制技术的研究进展 被引量：1

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作者 黄景达 吕少一 +2 位作者 王思群 傅峰 胡拉 《木材工业》 北大核心 2016年第3期29-32,37,共5页

纤维素基材料具有原料来源广泛、可生物降解和优异的生物相容性等特点,且其本身的粗糙结构对其表面浸润性的改性具有一定的优势。基于浸润性的概念和改性原理,总结了纤维素基材料在疏水、超疏水和亲水疏油三个改性方向上的表面浸润控制... 纤维素基材料具有原料来源广泛、可生物降解和优异的生物相容性等特点,且其本身的粗糙结构对其表面浸润性的改性具有一定的优势。基于浸润性的概念和改性原理,总结了纤维素基材料在疏水、超疏水和亲水疏油三个改性方向上的表面浸润控制技术,重点阐述纤维素基材料的表面超疏水改性技术。 展开更多

关键词 纤维素基材料 浸润性 接触角 表面自由能 超疏水性

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纳米纤维素增强胶黏剂的微观蠕变性能 被引量：1

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作者 刘聪 张洋 王思群 《东北林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第10期118-121,共4页

运用纳米压痕仪检测和分析了添加不同纳米纤维素(微纤丝纤维素(MFC)、纳米微晶纤维素(CNC)、纳米纤丝纤维素(NFC))前后的酚醛树脂胶黏剂蠕变性能的变化规律,发现在添加了纳米纤维素的胶黏剂胶合木材试样中,相同载荷下添加NFC的胶黏剂胶... 运用纳米压痕仪检测和分析了添加不同纳米纤维素(微纤丝纤维素(MFC)、纳米微晶纤维素(CNC)、纳米纤丝纤维素(NFC))前后的酚醛树脂胶黏剂蠕变性能的变化规律,发现在添加了纳米纤维素的胶黏剂胶合木材试样中,相同载荷下添加NFC的胶黏剂胶合木材的试样胶合界面形变最低,在卸载后其不可恢复变形最小,其次是添加MFC和CNC胶黏剂的胶合木材试样。从蠕变曲线可以看出,在恒定载荷下,5 min内添加MFC胶黏剂胶合木材试样的界面变形最小,其次为添加CNC胶黏剂的胶合木材试样,最后为添加NFC胶黏剂的胶合木材试样。 展开更多

关键词 纳米纤维素 微观 蠕变

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酶预处理结合研磨法对桉树纸浆纤维微/纳纤丝微观形貌的影响

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作者 何玉婵 韩雁明 +2 位作者 李改云 陈媛 王思群 《西北农林科技大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2017年第3期103-110,共8页

【目的】探究酶用量、酶解时间及研磨时间对制备的桉树纸浆纤维微/纳纤丝微观形貌及性能的影响。【方法】以桉树纸浆为原料,经不同的酶用量(20,40,60和80ECU/g)和酶解时间(2,4,6和8h)预处理后,用研磨法制备纤维素微/纳纤丝,利用扫描电镜... 【目的】探究酶用量、酶解时间及研磨时间对制备的桉树纸浆纤维微/纳纤丝微观形貌及性能的影响。【方法】以桉树纸浆为原料,经不同的酶用量(20,40,60和80ECU/g)和酶解时间(2,4,6和8h)预处理后,用研磨法制备纤维素微/纳纤丝,利用扫描电镜、X射线衍射仪对制备的微/纳纤丝进行表征。【结果】在酶解时间为6h的条件下,当酶用量由20ECU/g增加至80ECU/g时,研磨制备的微/纳纤丝直径由143.89nm减小至52.21nm;在酶用量为60ECU/g的条件下,当酶解时间由2h增加至8h时,研磨制备的微/纳纤丝直径由131.23nm减小至43.73nm。酶处理后的纤维及研磨处理后的纤维均保持了天然纤维的Ⅰ型结构,结晶度分别比纸浆纤维(59.21%)提高11.68%和8.31%,所制备的微/纳纤丝的结晶度为67.52%。【结论】酶预处理可以有效降低微/纳纤丝的制备时间,减少能耗;随着酶用量及酶解时间的增加,微/纳纤丝直径逐渐减小;纤维素酶可降解纤维素部分非结晶区并使纤维润胀。 展开更多

关键词 纤维素酶 研磨法 桉树纸浆 微/纳纤丝

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疏水改性对杉木微观力学性能的影响

14

作者 杨蕊 周定国 +2 位作者 王思群 张洋 冒海燕 《林业科技开发》 北大核心 2014年第3期78-81,共4页

为提高木材尺寸稳定性,利用烷基烯酮二聚体对杉木进行疏水改性处理,同时运用纳米压痕技术分析评价疏水处理对木材纳米力学性能的影响。结果表明,当处理剂的质量分数为5%、处理时间为30 min时,疏水效果最好,同时最节约成本;疏水处理会降... 为提高木材尺寸稳定性,利用烷基烯酮二聚体对杉木进行疏水改性处理,同时运用纳米压痕技术分析评价疏水处理对木材纳米力学性能的影响。结果表明,当处理剂的质量分数为5%、处理时间为30 min时,疏水效果最好,同时最节约成本;疏水处理会降低杉木S2层细胞壁的弹性模量,当处理剂质量分数为5%时影响较小;杉木S2层细胞壁蠕变值会随处理剂质量分数和处理时间的增加呈现上升的趋势。 展开更多

关键词 杉木 木材改性 疏水性 烷基烯酮二聚体 纳米压痕技术

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BTCA交联纳米纤维素气凝胶的结构及性能 被引量：6

15

作者 郭丽敏 陈志林 +1 位作者 吕少一 王思群 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期113-120,共8页

【目的】制备基于1,2,3,4-丁烷四羧酸(BTCA)的化学交联型纳米纤维素(CNF)气凝胶,研究交联程度对CNF气凝胶化学结构、微观形貌和物理力学性能的影响规律,为下一步功能型CNF气凝胶的开发奠定基础。【方法】配制不同质量比的CNF与BTCA混合... 【目的】制备基于1,2,3,4-丁烷四羧酸(BTCA)的化学交联型纳米纤维素(CNF)气凝胶,研究交联程度对CNF气凝胶化学结构、微观形貌和物理力学性能的影响规律,为下一步功能型CNF气凝胶的开发奠定基础。【方法】配制不同质量比的CNF与BTCA混合水悬浮液,采用常规冷冻干燥和后交联方法制备出具有不同交联结构的CNF气凝胶,利用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、X射线光电子能谱仪(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)和全自动比表面积孔径分析仪对气凝胶的化学结构、微观形貌、比表面积和孔径分布进行表征分析,并测试其力学性能。【结果】1)与纯CNF气凝胶相比,BTCA交联型CNF气凝胶的FTIR和XPS谱图形态均发生明显变化,FTIR谱图中羟基(—OH)吸收峰减弱而羰基(C=O)吸收峰增强,XPS谱图中C1s的C1、C2、C3能谱均有较大幅度变化,并且拟合出C4(O—C=O)能谱。2)CNF气凝胶经BTCA交联后,其孔结构由原来的缝形孔变为相对规整的柱状孔。随着BTCA含量增加,其比表面积和总孔容逐渐减小,当m(CNF)/m(BTCA)为10/1时,CNF气凝胶的比表面积和总孔容分别从原来的62.8 m^2·g^(-1)、0.21 cm^3·g^(-1)减小到35.5 m^2·g^(-1)、0.098 m^2·g^(-1),降低了将近一半;当m(CNF)/m(BTCA)达到10/4时,CNF气凝胶的整体结构变疏松、易掉渣,出现明显酯化现象。3)纯CNF气凝胶的密度仅5.76 mg·cm^(-3),在100 g载荷下的压缩率高达62.4%,压缩回弹率仅30%。随着BTCA含量增加,其密度和压缩回弹率逐渐增大,压缩率则逐渐减小,当m(CNF)/m(BTCA)为10/1时,CNF气凝胶仍表现出较低的密度(7.67 mg·cm^(-3)),压缩率略微下降(56.8%),但压缩回弹率显著增加(80.8%);当m(CNF)/m(BTCA)达到10/4时,CNF气凝胶的密度增加到9.54 mg·cm^(-3),其压缩率(下降到34%)和回弹率(增加到95%)均发生了显著变化。【结论】BTCA使CNF气凝胶形成化学键结合的交联结构,对其孔隙结构和物理力学性能产生明显影响。BTCA与CNF的质量比越大,CNF气凝胶的密度越大,孔隙结构越致密,只有当BTCA与CNF的质量比在一定范围内时,才能在明显改善CNF气凝胶抗变形性和形变恢复能力的同时使其保持良好的柔韧性,提高其应用价值。 展开更多

关键词 纳米纤维素 气凝胶 1 2 3 4-丁烷四羧酸(BTCA) 化学交联

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基于CONE法的热处理杨木燃烧特性研究 被引量：17

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作者 邢东 李坚 王思群 《林产工业》 北大核心 2020年第3期15-18,24,共5页

利用锥形量热仪CONE对不同热处理工艺下的杨木燃烧行为进行研究。结果表明:热处理后杨木中亲水的羟基、羰基数量明显减少,大量半纤维素降解。木材试样从外部热源引燃到燃烧结束,出现两个主要放热峰。热处理后杨木引燃和燃烧过程的发烟... 利用锥形量热仪CONE对不同热处理工艺下的杨木燃烧行为进行研究。结果表明:热处理后杨木中亲水的羟基、羰基数量明显减少,大量半纤维素降解。木材试样从外部热源引燃到燃烧结束,出现两个主要放热峰。热处理后杨木引燃和燃烧过程的发烟量较大,且热处理杨木引燃时间更短。热处理材的热释放峰值pk-HRR、平均热释放速率av-HRR和总热释放量THR均低于未处理材,表明其燃烧强度低于未处理材。热处理杨木燃烧过程的总烟释放量TSP较未处理材有所增加,同时其引燃时间也有所缩短。因此,对用于家具和室内装饰的热处理木材,建议进行恰当的阻燃处理。 展开更多

关键词 热处理木材 热释放速率 引燃时间 总烟释放量

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纳米纤维素在微胶囊中应用的进展 被引量：4

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作者 韩申杰 傅峰 +2 位作者 吕少一 黄景达 王思群 《木材工业》 北大核心 2018年第4期22-26,30,共6页

纳米纤维素来源广泛,具有优异的化学和电化学稳定性,机械强度和刚度高,大表面积以及轻质等特点,同时还具有广泛的可利用性、可再生性和生物降解性,已成为纳米技术研究重点之一。作者归纳纳米纤丝化纤维素、纳米晶纤维素、细菌纳米纤维... 纳米纤维素来源广泛,具有优异的化学和电化学稳定性,机械强度和刚度高,大表面积以及轻质等特点,同时还具有广泛的可利用性、可再生性和生物降解性,已成为纳米技术研究重点之一。作者归纳纳米纤丝化纤维素、纳米晶纤维素、细菌纳米纤维素的制备方法,及在微胶囊壁材应用方面的研究进展,提出今后纳米纤维素在微胶囊应用领域的研究方向。 展开更多

关键词 微胶囊 纳米纤丝化纤维素 纳米晶纤维素

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基于扫描热显微镜的木材细胞壁导热特性 被引量：4

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作者 徐德良 徐朝阳 +2 位作者 丁涛 张洋 王思群 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期105-110,共6页

【目的】基于扫描热显微镜(STh M)对木材细胞壁横切面和径切面进行扫描,研究木材微观尺度的导热特性,以获得木材细胞壁微观组成和构造对导热特性的影响机制。【方法】使用钻石刀对北美红栎试样进行显微切片以获得足够光滑的试样表面,制... 【目的】基于扫描热显微镜(STh M)对木材细胞壁横切面和径切面进行扫描,研究木材微观尺度的导热特性,以获得木材细胞壁微观组成和构造对导热特性的影响机制。【方法】使用钻石刀对北美红栎试样进行显微切片以获得足够光滑的试样表面,制备符合扫描热显微镜和显微拉曼光谱测试要求的试样。采用扫描热显微镜的热传导对照模式对北美红栎纤维细胞区进行扫描成像。【结果】STh M测试结果表明,STh M探针在横切面对木材细胞壁进行扫描时,细胞壁胞间层和角隅区域的STh M探针电流强度明显低于S2层,即细胞壁胞间层和角隅区域的导热能力显著低于S2层;而在径切面,STh M探针扫描后细胞壁S2层和胞间层及角隅区域的探针电流差异不明显,即S2层、胞间层和角隅区域的导热能力未表现出明显差异。显微拉曼光谱测试结果表明,相比S2层,胞间层和角隅区域拉曼谱图中归属木质素的特征峰强度相对归属纤维素的特征峰明显要强。选用归属木质素的1 520~1 680 cm-1波数范围对细胞壁进行拉曼成像,成像结果显示木质素在细胞壁胞间层和角隅区域含量高。【结论】木材细胞壁S2层、胞间层和角隅区域的导热能力在横切面表现出明显差异,而在径切面差异不明显。木材细胞壁在横切面表现出S2层导热能力强的原因,主要是由细胞壁不同壁层的空间构造特征差别造成的。S2层纤维素含量高,纤维素结构单元微纤丝排列接近平行于细胞轴向,由此在横切面施加热量后热量在S2层顺纹传递,而胞间层和角隅区域木质素含量高,在此两区域化学成分排列呈无序状态,因而表现出S2层导热能力强。当STh M探针从径切面施加给细胞壁热量后,热量在S2层中的传递近似垂直于微纤丝,即热量从横切面的顺纹传递转变为横纹传递,由此造成横切面S2层导热能力强的条件消失,进而在径切面S2层与胞间层和角隅区表现出的导热能力基本一致。STh M技术揭示了木材细胞壁中纤维定向排列结构对细胞壁不同壁层导热性能的影响,该技术可以有效用于研究木材微观导热性能与结构。 展开更多

关键词 木材细胞壁 导热特性 扫描热显微镜 共聚焦显微拉曼光谱

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