导　　师： 付时雨

授予学位： 硕士

作　　者： (）;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 纤维素是地球上最丰富的生物高分子,它具有可降解、可循环再生和环境友好的特点,这些特点使其受到了学者的密切的关注。而由纤维素制得的具有纳米尺寸的纳米纤维素不仅具有纤维素的特点,而且具有高比表面积,高纵横比,高结晶度,优异的机械强度和可控的表面化学等性质。纳米纤维素表面丰富的羟基基团,使其可以作为金属原子的配体,在纳米复合材料中可以作为纳米金属粒子的结合位点。本文利用纳米纤维素作为模板剂和稳定剂,乙醇作为还原剂,制备得到超细纳米金粒子/纳米纤维素（UAuNPs/CNC）复合物,探讨反应条件对UAuNPs/CNC复合物理化性质的影响。并利用其表面效应和光热效应将其应用于催化和光致热敏水凝胶,为纳米纤维素与纳米金的纳米复合材料的应用提供理论依据和技术基础。1、以棉短绒为原料,使用硫酸水解的方法制备得到CNC。用CNC为模板剂和稳定剂,乙醇作还原剂还原HAuCl4,在70℃的碱性条件下,制备得到UAuNPs/CNC复合物。探究pH值、CNC浓度和HAuCl4浓度对纳米金粒子形态、粒径尺寸和分散性的影响。结果显示,pH值对制备得到的纳米金粒子的形态和粒径尺寸影响最为显著。随着pH值的升高,纳米金粒子的粒径越来越小,尺寸分布越来越均匀,分散性也越来越好。而且,在pH值为12的碱性条件时,可以制得平均粒径小于5 nm的超细纳米金粒子。CNC浓度和HAuCl4浓度对纳米金粒子粒径尺寸影响较小,纳米纤维素浓度越高,它的分散作用就越明显,UAuNPs分散得就越均匀。2、将制得的UAuNPs/CNC复合物作为催化剂应用到氧化还原反应中,在常温下催化了NH4Cl与NaNO2反应的进行,并利用化学动力学原理对反应结果进行分析。通过观察发现,用UAuNPs/CNC复合物作催化剂,可以使需要在75℃及以上发生的NH4Cl与NaNO2的反应在常温下进行,并使用排水集气法收集到反应产生的氮气。利用化学动力学的基本方法对反应进行分析,发现该反应是符合二级动力学方程的二级反应,其动力学方程为（?）=4.12×10-5t+1.52×10-4,并利用公式可得其反应速率为4.12×10-5s-1。3、以制得的UAuNPs/CNC复合物作为原料,以N-异丙基丙烯酰胺（NIPAm）为温敏单体,N,N’-亚甲基双丙烯酰胺（MBA）为交联剂,过硫酸钾（KPS）为引发剂混合制得UAuNPs/CNC基复合水凝胶,研究其溶胀性能及光热性能。结果分析表明,制备得到的UAuNPs/CNC基复合水凝胶具有水凝胶的典型不规则多孔结构,在改变温度时可以表现出水凝胶的溶胀性能。测定了UAuNPs/CNC基复合水凝胶的溶胀平衡比为22.7,这是判定水凝胶溶胀性能的重要参数。利用特定波长照射的方法,将UAuNPs/CNC基复合水凝胶与CNC基水凝胶做对比,发现前者的脱水率高于后者,这可能是因为UAuNPs/CNC基复合水凝胶中的纳米金粒子具有光热效应使其发热,从而增大了水凝胶的脱水率。更多还原

关 键 词： 超细纳米金粒子 [4805464]纳米纤维素 催化 光致热敏UAuNPs/CNC基复合凝胶

分 类 号： [TB33]

领　　域： []