纖維素基復合發(fā)光材料的構建與應用.pdf

1、隨著社會的進步與發(fā)展，資源和環(huán)境越來越成為人類可持續(xù)發(fā)展當中所面臨的最大問題之一。一直以來，由于石油煤炭的儲存量不斷下降，再加上人們對環(huán)境污染問題的日益關注和重視，可再生資源受到了越來越多的親睞。纖維素是世界上儲量最豐富的一類可再生資源，每年僅是通過光合作用合成的纖維素就達5000億噸。換句話說，纖維素是自然界中取之不盡、用之不竭的可再生資源。另外，纖維素還具備高分子量，高結晶度，可生物降解，良好的相容性，優(yōu)異的力學性能等特點，是最具有

2、發(fā)展前景的材料之一。纖維素基復合發(fā)光材料是一種通過物理或者化學的方式，將纖維素與發(fā)光材料復合的新型功能材料。它不僅具有天然高分子的特點，而且還賦予了其獨特的發(fā)光性質。目前，纖維素基復合發(fā)光材料的研究還處于起步階段，探討不同種類且具有特殊應用價值的纖維素基復合熒光材料已引起了研究者的高度關注。本工作分別采用不同的復合方法合成了纖維素基復合熒光材料，并且對產物的結構、性質和應用進行深入的研究。其主要內容包括以下三點：
　　首先，采用N

3、aOH/Urea為溶解體系，通過簡單的物理摻入法，合成了以纖維素為基質，Sr2Si5N8:Eu2+為增強填料及轉光劑，性能優(yōu)越的纖維素/Sr2Si5N8:Eu2+復合膜。實驗中，通過掃描電鏡觀察復合膜的截面和自由面，結果表明纖維素與Sr2Si5N8:Eu2+的納米顆粒形成了強烈的相互作用。同時，加入Sr2Si5N8:Eu2+后，與純的纖維素膜相比，復合膜的力學性能有了明顯的提高。此外，從轉光材料的應用角度出發(fā)，發(fā)現復合膜能夠有效地吸收紫

4、外光（400 nm以下），轉換為紅光（600-700 nm）。并且，通過調節(jié)轉光劑的含量，可以調控轉光膜的發(fā)光強度。
　　然后，以N-甲基嗎啉-N-氧化物（NMMO）試劑為溶解體系，纖維素為基質，考察了其與碳點結合的方式與應用。紅外光譜表明了纖維素在溶解的過程中分子鏈上的一部分羥基發(fā)生了氧化，并且轉換成羧基，當加入碳點后，羧基與碳點表面的氨基發(fā)生作用，生成了碳氮鍵，從而將纖維素與碳點連接起來。另外，在此基礎上提出了纖維素與碳點結合

5、的方式。接著，考察了200~420 K范圍內的溫度對復合物熒光性能的影響，結果發(fā)現，復合發(fā)光粉對溫度具有傳感性能，通過線性擬合后，得出了線性相關系數，約為0.99。
　　最后，通過以纖維素衍生物——羧甲基纖維素為原料，水為溶劑，制備了羧甲基纖維素與碳點的復合膜。從紅外分析可知，羧甲基纖維素與碳點之間通過分子間的氫鍵相互作用連接在一起。并且，力學性能測試，也證實了羧甲基纖維素與碳點之間存在著強烈的相互作用力。同時，一系列的光譜數據表