2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、微晶纖維素(MCC)具有比表面積大、結(jié)晶度高、寬度均勻等特性,同時也存在吸附性能弱、溶解性差的缺點。在微晶纖維素上氧化改性引入羧基,可以提高微晶纖維素的溶解性和吸附性能。纖維素基銀復合材料兼具了纖維素的力學性能和銀的抗菌性等優(yōu)點,在生物組織、催化氧化和介電材料等領(lǐng)域有著廣闊的應用前景。本文首先用2,2,6,6-四甲基哌啶-1-自由基(TEMPO)/NaClO/NaClO2體系對微晶纖維素進行羧基化改性,研究其反應過程的動力學,并探討了氧

2、化產(chǎn)物對Ag+的吸附性能。其具體研究內(nèi)容及結(jié)果如下:
  以微晶纖維素為原料,用TEMPO/NaClO/NaClO2體系在弱酸性條件下對其進行氧化改性,同時研究了時間、溫度、TEMPO用量、NaClO用量和NaClO2用量五個因素對纖維上羧基含量的影響,得出較為適合的反應條件是:時間24h、溫度50℃、TEMPO用量0.2mmol/g、NaClO用量10mmol/g和NaClO2用量20-25mmol/g。通過傅立葉紅外變換光譜(

3、FTIR)圖譜分析,氧化后的微晶纖維素上出現(xiàn)羧酸鈉鹽的吸收峰,并隨氧化時間的延長而增強,說明氧化反應在微晶纖維素上引入了羧基,反應時間對纖維素上羧基的生成具有一定的影響。熱重分析(TGA)表明氧化后的微晶纖維素的起始降解溫度、最大降解溫度和降解平衡溫度都有提前,說明氧化反應使微晶纖維素的熱穩(wěn)定性降低;相比于氧化前的微晶纖維素,氧化后的微晶纖維素樣品殘余保持量增加,這說明氧化后的產(chǎn)物上帶有的羧酸鈉鹽。固相核磁共振譜儀碳譜(13C-NMR)

4、譜圖分析說明,氧化后的微晶纖維素分子上,部分C6上的伯羥基被氧化成羧基。
  根據(jù)TEMPO/NaClO/NaClO2體系對微晶纖維素的氧化和降解作用,構(gòu)建了TEM PO/NaClO/NaClO2體系氧化微晶纖維素的反應動力學模型,并用實驗值進行擬合,擬合優(yōu)度都在0.97以上。通過X射線衍射儀(XRD)檢測分析發(fā)現(xiàn):隨著反應的進行,微晶纖維素的結(jié)晶指數(shù)有輕微上升趨勢,而(002)晶面的晶粒尺寸呈下降趨勢。由此說明氧化反應對微晶纖維

5、素的非結(jié)晶區(qū)和結(jié)晶區(qū)的表面具有降解作用。通過聚合度測定分析,發(fā)現(xiàn)微晶纖維素的聚合度在反應初期下降較快,而后趨于平緩;另外,聚合度值還受反應溫度的影響。從掃描電鏡(SEM)圖分析可知,微晶纖維素在TEMPO/NaClO/NaClO2體系的氧化過程中,其超分子結(jié)構(gòu)受到一定的破壞。
  通過分析溶液pH和吸附時間對改性微晶纖維素對Ag+吸附量的影響,比較合適的吸附條件是:吸附時間10h,溶液pH7.0。分別采用準一級和準二級動力學模型對

6、吸附過程進行擬合,發(fā)現(xiàn)準二級動力學方程更符合吸附過程,說明改性微晶纖維素對Ag+的吸附過程是化學吸附過程;通過吸附等溫線分析可知,改性微晶纖維素對Ag+的吸附更符合Langmuir模型;通過熱力學計算分析得知吸附過程是自發(fā)進行的(△G<0)。通過能譜儀(EDS)譜圖和FTIR譜圖分析,證明氧化微晶纖維素對Ag+的吸附過程主要是改性纖維素上羧酸鈉鹽中的Na+和溶液中Ag+交換的過程。通過分析TGA曲線,發(fā)現(xiàn)銀元素在改性微晶纖維素的熱降解起

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