海藻酸鹽制備納米材料的研究.pdf

1、海藻酸鹽是從褐藻中提取的一種可生物降解的高分子材料，可以與二價陽離子形成“蛋-盒”結構而形成凝膠而被廣泛應用于纖維紡織、印染，重金屬或過渡金屬離子的吸附與處理等方面。本研究將納米材料科學與海藻酸鈉的應用相結合并綜合運用，討論了以海藻酸鈉為原料制備海藻酸鐵纖維以及氫氧化鎳和氧化銅納米粒子的原理及產物結構，從而研究了利用海藻酸鈉處理重金屬或過渡金屬的方法。研究主要包括三部分： 1.用自制的濕法紡絲設備制備了海藻酸鈣纖維和海藻酸鐵纖維

2、，提出了影響纖維各項性能的因素并分析了具體原因。根據對海藻酸鹽纖維的研究和對不同工藝條件下得到的纖維進行拉伸性能測試和掃描電鏡結構分析，確定了用海藻酸鈉進行濕法紡絲的最佳條件：海藻酸鈉溶液濃度為4-6％，溫度為50-55℃，凝固浴濃度為4~5％，溫度為40~50℃以及適當的紡絲速度和牽伸比能得到性能較好的海藻纖維。海藻酸鐵纖維的平均斷裂強度21.33cN.tex-1。確定了海藻酸鈉G單元上的羧基、羥基與M2+之間的作用，證實了“蛋-盒”

3、螯合結構的存在；確定了G單元上的羧基、羥基與M3+之間類似于“蛋-盒”螯合結構作用的存在，為海藻酸鐵纖維的制備提供了理論依據。 2.在高純氮氣的保護下對濕法紡絲制備的海藻酸鐵纖維進行了不同溫度下的長時間煅燒，制備納米鐵粒子/多孔碳復合纖維材料。確定了煅燒溫度以及煅燒時間與制得的產物中的鐵粒子的尺寸的關系，結果表明：在300℃左右處理時得到的納米鐵粒子的尺寸最小；通過等溫吸附曲線確定了煅燒溫度以及煅燒時間對制得的產物中的多孔碳的微