CaCO3矿化装饰薄木的制备及其阻燃性能

装饰薄木的易燃性限制了其在家具饰面、室内装饰等领域的应用。为了提升装饰薄木的阻燃性能,采用仿生呼吸法将氯化钙(CaCl₂)溶液与碳酸氢钠(NaHCO₃)溶液分段浸渍于薄木中以制备矿化装饰薄木。通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和环境扫描电镜(ESEM)对矿化产物进行了分析,并且采用宏观燃烧试验、热重分析法(TG)与锥形量热仪(CONE),对改性处理后薄木的阻燃性能进行评价。结果表明：矿化处理后薄木表面与内部均原位生成了方解石型CaCO₃,且CaCO₃的生成量随着浸渍溶液浓度增大而增加。附着于薄木表面的CaCO₃具有防火屏障功能,当浸渍溶液浓度由0.2 mol/L增加到1.0 mol/L及以上时,矿化薄木的着火时间得到明显延长。CaCO₃能催化纤维素热解,有利于产生稳定焦炭,TG结果显示,当浸渍溶液浓度为1.8 mol/L时,矿化薄木残炭率为28.05%,与未处理薄木相比提升了81.55%,阻燃效果最佳。CONE测试结果显示：与未处理薄木相比矿化薄木的热释...     

TiO2/木材复合材料光催化降解甲醛性能

【目的】光催化氧化法被认为是去除室内空气中甲醛最有效的方法之一。二氧化钛(TiO₂)作为经典光催化半导体,因具有物理化学性质稳定、无毒无害的优点被广泛关注,但由于TiO₂的吸附能力低、聚集倾向强,限制了其应用。本研究旨在解决TiO₂吸附能力弱、易团聚使其比表面积减小的问题。【方法】以杨木为基底,采用水热法在其表面负载二氧化钛制备得到TiO₂/木材复合材料,探讨不同TiO₂溶液浓度对TiO₂/木材复合材料光催化降解甲醛性能的影响。【结果】与不同基底对比,木材的多孔结构及丰富的官能团能使TiO₂与木材间具有更好的结合力,使其具有优越的机械稳定性。锚定在木材上的TiO₂以锐钛矿型为主并带有少量的金红石型。随着TiO₂溶液浓度的增大,TiO₂/木材复合材料的光催化降解甲醛性能呈现先增大后减小的趋势。当配置制备的TiO₂溶液浓度为0.1 mol/L时,尺寸大...     

Ru-Ni/WO3催化剂的制备及其催化纤维素制乙二醇

以商业氧化钨(WO₃)为载体，通过调控制备工艺和活化方式制备了一系列钨基金属催化剂并探索其催化性能。研究结果表明：通过浸渍负载法制备并采用NaBH₄液相活化制备的Ru-Ni/WO₃催化剂，Ru和Ni的负载量分别为2%和20%,其表现出较好的纤维素氢解制乙二醇的催化性能，在240℃、 4 MPa氢压下，反应4 h可以得到86.1%纤维素转化率和62.8%的乙二醇选择性。采用XRD、SEM、Raman和XPS等表征手段探讨了催化剂组成和结构对其催化性能和产物分布的影响机制，Ni和Ru分步浸渍、然后NaBH₄液相还原活化的双金属催化剂会比普通浸渍和氢气热还原活化的催化剂更易被还原，同时具有更大的比表面积和金属分散性，表现出更多的表面缺陷和酸活性位，从而有利于催化纤维素直接氢解转化制备乙二醇。     

利用热压还原法制备3D-W/rGO导电材料

利用木材天然多孔的网状结构及富含活性基团羟基和羧基的特性,通过冷热水循环结合冷冻处理的方式,提高了木材的渗透性;利用脉冲式真空浸渍法将氧化石墨烯(GO)与木材充分结合,再使用热压法将木材内部的GO还原,使木材具有三维导电性能。结果表明:当GO质量浓度为3 mg/m L,压缩率为45%,热压温度为220℃,热压时间为45 min时,木材/石墨烯三维导电材料(3D-W/r GO)性能最佳,纵向、径向和弦向体阻率分别为3.0×10²,7.0×10²和3.9×10³Ω·cm。对3D-W/r GO的形貌、结构和性能进行研究,激光共聚焦显微镜和扫描电子显微镜分析结果表明,还原性氧化石墨烯(r GO)在木材管道中均匀分布;X射线光电子能谱和傅里叶红外光谱表明,GO以酯键和氢键的形式与木材紧密结合,且r GO在木材机体中的还原程度较大;X射线衍射光谱分析显示,材料结晶度数值减小;综合热分析表明,材料的热稳定性有所提高。和木材相比,3D-W/r GO的力学性能及尺寸稳定性均有明显提升,是一种极具前景的导电材料。     

NiCo2S4/木材液化物碳气凝胶复合材料的制备及电化学性能

以木材液化物为前驱体原料,经凝胶、碳化、活化法制备的碳气凝胶(CA)为基材,通过两步水热法在其骨架表面原位负载NiCo₂S₄得到NiCo₂S₄/木材液化物碳气凝胶(NiCo₂S₄-CA)复合电极材料。利用扫描电子显微镜(SEM)、氮气吸附-脱附实验、傅里叶红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)等手段来表征NiCo₂S₄-CA材料的物相结构和表面形貌,通过循环伏安法、恒电流充放电及电化学交流阻抗等测试方法研究其电化学性能,探究其电荷储存机理。结果表明：NiCo₂S₄纳米颗粒锚定在具有珊瑚网络结构的CA骨架表面,形成丰富的多级孔隙结构。CA的引入有利于NiCo₂S₄的良好分散,缓解其团聚问题,且不会改变NiCo₂S₄的晶体结构。NiCo₂     

速生杨木高孔隙率结构调控及透明化应用

采用ClO₂脱木质素法对杨木脱色,同时调控其结构,在保证杨木板材形态完整的情况下,探究了ClO₂处理时间对杨木结构和化学组分的影响,并对脱色杨木进行了聚甲基丙烯酸树脂(PMMA)浸渍改性。研究发现:杨木经ClO₂处理3 h后白度达到83.2%,且脱色均匀、板材形态保持完整,孔隙率由原木的11.8%提升至31.4%,有效地提升了杨木的孔隙通道。脱色杨木经过聚甲基丙烯酸树脂浸渍改性后,不仅拥有美丽的外观和良好的尺寸稳定性,而且其质量增加率、密度和强度分别由原木的32.1%、0.40 g/cm³和32.8 MPa增加至80.5%、1.48 g/cm³和87.4 MPa,均超过原木的2.5倍。     

PAM/PEGDA相变储能导电木膜的制备与表征

以轻木为基材,以丙烯酰胺(AM)为改性单体,添加聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)为相变基元和交联剂,通过自由基聚合的方法制备了一种具有固-固相变储能的木膜。通过傅里叶红外光谱测试、机械性能测试、X射线衍射、差示扫描量热法以及热失重测试分析了样品的结构与性能。结果表明,轻木基板浸渍AM和PEGDA后力学性能显著提升;PEGDA含量为2.5%(质量分数)时,木膜拉伸强度取得最大值2.85 MPa;断裂伸长率在0.5%(质量分数)时取得最大值6.06%;PEGDA含量为2.0%(质量分数)时,木膜结晶度取得最大值47.7%;木膜的相变潜热焓在PEGDA含量2.0%(质量分数)时,达最大值25.63 J/g;木膜具有各向异性导电性能,沿纤维方向(x方向)最大电导率为2.99 S/m,垂直纤维方向(y方向)最大电导率为2.01 S/m;木膜浸渍0.5 mol/L FeCl_3溶液比浸渍相同浓度NaCl和AlCl_3溶液的电导率高,浸渍NaCl、AlCl_3和FeCl_3后,沿纤维方向木膜的电导率最大值分别为0.01,0.02和2.99 S/m,垂直于纤维方向电导率最大分别为0.03,0.04和2.01 S/m。聚丙烯酰胺/聚乙二醇二丙烯酸酯(PAM/PEGDA)相变储能导电木膜有望作为新型木基环保导电薄膜材料应用于柔性电子可穿戴领域及绿色建筑材料。     

单宁酸修饰纤维素比色试纸的制备及其在Fe3+及Ag+检测中的应用

为了开发便于快速原位检测的新型传感器,以天然纤维素材料(滤纸)为比色基底,通过浸渍法制备出两种单宁酸修饰的纤维素试纸。利用扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪、X射线能谱探究所制复合材料的结构和性能,并将两种单宁酸修饰的重金属离子检测试纸进行了目视比色检测及色度值测试。试验结果表明：通过浸渍法可成功制备单宁酸修饰的用于Fe³⁺和Ag⁺检测的纤维素试纸。对于单一金属离子溶液,两种比色试纸都能达到1×10^-5 mol/L的比色极限。而对于多金属离子溶液或者双金属离子干扰溶液,两种比色试纸都能在浸泡法中得到1×10^-4 mol/L的即时比色极限。通过Fe³⁺和Ag⁺混合溶液的复合灵敏度实验,确定了在Fe³⁺和Ag⁺双金属离子混合溶液的情况下两种比色试纸的搭配使用方法,达到了在复杂情况下提高检测准确度的目的。综上所述,制备得到的单宁酸修饰且用于铁离子和银离子检测的纤维素试纸,在户外高效快速检测金属离子上具有很大的应用前景...     

硅溶胶/丙烯酸酯复配乳液改性人工林杉木

用硅溶胶/丙烯酸酯复配乳液对杉木人工林木材进行改性处理,探讨浸渍时间和浸渍压力对处理木材性能的影响.结果表明,复配乳液在压力作用下,填充并固化于木材空隙中,与木材细胞壁物质发生了化学键合,从而提高了木材的力学性能.较优的改性工艺为浸渍压力1.0 MPa、浸渍时间90 min.     

3D层状木基微压传感器的制备及性能

【目的】将去除木质素、半纤维素组分的木材作为传感器骨架材料,研究其与导电聚合物的含固比对压力传感器感测性能的影响,为开发基于绿色天然材料的低成本、高性能传感器提供新思路。【方法】以轻木为原料,通过NaClO₂、NaOH溶液两步法选择性地从细胞壁中去除木质素和半纤维素组分,应用冷冻干燥技术制备木基气凝胶并将其作为传感器骨架材料;采用浸渍法将气凝胶骨架浸入导电聚合物聚(3,4-乙烯二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸盐)(PEDOT∶PSS)和偶联剂3-缩水甘油基氧基丙基三甲氧基硅烷(GOPS)混合溶液中,经冷冻干燥后低温加热使三者交联,制备3D层状木基微压传感器;对3D层状木基微压传感器进行结构形态表征和电学、感测性能测试,探讨木基气凝胶骨架与PEDOT∶PSS含固比对压力传感器感测性能的影响。【结果】木基气凝胶骨架结构机械可压缩性好、高度多孔、具有特殊分层结构,有利于PEDOT∶PSS和GOPS混合溶液吸附,CPG-0.25、CPG-0.5、CPG-0.75的电导率分别为0.02、0.15和3.04 mS·cm^-1,最大压缩应变分别为72%、62%和...     

外负载TiO2功能化改性木材研究现状

TiO₂作为一种新型无机纳米改性剂,对于改善木材尺寸稳定性差、易燃、易朽、不耐虫蛀、易变色、耐老化性差等缺点,赋予其新的功能性具有良好的效果。文中主要对比了TiO₂负载木材的方法,即表面涂覆、水热法、溶胶—凝胶法和超声波辅助溶胶—凝胶法的机理和优缺点;分析了TiO₂改性对木材内部构造及微观结构的影响,归纳了TiO₂改性对木材吸湿性和力学性能的影响;概述了TiO₂在防水、阻燃、防腐、耐候、防变色、光催化和亲疏水双面功能型木材及磁吸附木材中的应用研究现状;归纳总结了TiO₂在改性木材科学研究中存在的问题,并提出合理建议,以期为实际生产和科学研究提供参考。     

TiO2@SiO2-脱木素木材的制备及其耐光性增强

【目的】在二氧化钛（TiO₂）颗粒表面包覆光惰性物质二氧化硅（SiO₂）,制备出具有抑制纳米TiO₂固有的光催化活性、仍保留其原有的紫外屏蔽、可见光透明特性、具有核壳结构、单分散、小尺寸纳米TiO₂@SiO₂,用于抑制脱木素木材（DW）中残留木质素的光老化,制备耐光型TiO₂@SiO₂-脱木素木材（TiO₂@SiO₂-DW）,以提高DW基功能材料的耐光性,延长其使用寿命、木材高值化及碳达峰、碳中和,为经典、普适液-固-液（LSS）法制备的单分散、脂肪酸保护的其他小尺寸纳米颗粒表面的SiO₂包覆、改性及功能化提供可行方案。【方法】采用LSS法制备单分散、尺寸约8 nm、表面吸附油酸分子、分散在环己烷中、锐钛矿相纳米TiO₂;反向微乳液法在TiO₂纳米颗粒表面包覆SiO₂,制备出单分散、粒径约12 nm、分散...     

具有纳米结构的木材气凝胶基电极的制备及其电化学性能

超级电容器作为清洁可持续的储能设备,其电化学性能主要由电极材料决定,因此电极材料逐渐成为当前储能领域的研究热点。木材因其天然的多尺度微/纳米孔隙结构以及可再生、可生物降解等特点,逐渐被用于电极材料的研究。以巴沙木为基材,首先采用脱木素联合TEMPO氧化法将木材细胞壁分离具有纳米网络结构的木材气凝胶(TDW),然后将纳米纤维素分散的碳纳米管(CNT)悬浮液通过满细胞法浸渍到木材气凝胶中,冷冻干燥后在导管孔和细胞间隙中形成了连续的碳纳米管导电网络结构,最后进行聚吡咯(PPy)原位聚合,在细胞壁和导管孔中构建成具有纳米导电网络结构的TDW/CNT/PPy复合电极。电化学性能测试显示,由于在TDW的宏观孔隙中导电网络的构建,TDW/CNT/PPy的电化学性能明显优于TDW/PPy电极,而且随着碳纳米管比例的增加而增强,其中,TDW/CNT-2/PPy在1.0 mA/cm²扫描速率下的比电容达到389 F/g、面电容为10.5 F/cm²,而且在10 mA/cm²扫描速率下经过10 000次循环后的电容保持率为95.1%。本研究通...     

改性松香对速生杨木性能提升的研究

以精制松香(RR)、聚合松香(PR)和丙烯酸松香(AAR)为改性剂,无水乙醇为溶剂,配制质量分数为20%的浸渍液,采用浸渍法对速生杨木进行改性,得到精制松香改性材(RRMW)、聚合松香改性材(PRMW)和丙烯酸松香改性材(AARMW),并以无水乙醇浸渍得到对照木材(CW)。采用红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、激光共聚焦显微镜(CLSM)和X射线衍射(XRD)等方法对改性材进行了结构表征,并测试了改性材的耐水性和机械性能。研究结果表明:改性材的红外光谱在1691 cm^-1的■吸收峰显著增强,XRD分析发现晶面衍射峰没有明显变化,SEM和CLSM图中可清晰地观察到改性松香沉积在木材细胞腔且渗入了木质细胞壁,表明改性松香已经进入木材细胞,但对木材纤维素的结构没有影响。性能测定结果发现:3种改性材的性能均有所提高,其中AAR对速生杨木的性能提升最显著,AARMW的耐水性明显增强,其浸渍12 d后的吸水率为79.68%,而对照木材的吸水率则为186.28%;AARMW在180 s时的接触角为88.78°,相比15 s时的100.09°,仅下降12%,而对照木材接...     

木质素交联共聚的抗紫外抗菌导电水凝胶及其压力传感性能

木质素作为植物中第二丰富的大分子,具有廉价易得、环境友好、生物相容性好、抗紫外和抗氧化等优异的特性。但是木质素作为造纸工业的副产品通常被当作废物丢弃或低值燃料处理,大大降低了木质素的利用价值,而利用木质素开发具有抗紫外、抗菌和导电特性的水凝胶却具有重要的研究价值。利用烯丙基缩水甘油醚将木质素进行醚化反应引入双键,合成可交联共聚的3-烯丙氧基-2-羟基丙基木质素(Lignin_AHP),再将Lignin_AHP与丙烯酸(AA)和两性离子单体甲基丙烯酸磺基甜菜碱(SBMA)进行交联共聚,构筑了具有抗氧化、抗紫外和抗菌性能的P(AA-co-Lignin_AHP-co-SBMA)水凝胶。研究了水凝胶的形貌、黏附性、导电性、抗紫外、抗氧化、抗菌等性能,探讨了其压力传感性能。研究表明,水凝胶的溶胀率随着SBMA含量的增加而提高,可达到360%;SBMA含量为2.24%质量分数水凝胶的压缩应力强度达到1.45 MPa,对木材的胶黏强度可达到3.5 MPa; SBMA含量为3.68%质量分数水凝胶的导电率达到22.5×10^-4     

超临界CO2流体在木材干燥中的应用

超临界流体是指高于其临界压力和临界温度的流体,CO₂是最常用的超临界流体。超临界CO₂流体干燥法可以有效减少气液界面张力,在有效脱除水分的同时最大限度地减少因毛细管表面张力导致材料微观结构的改变。文中综述了利用超临界CO₂流体干燥木材的工艺,以及超临界CO₂流体对木材渗透性和干燥特性的影响;重点综述了近几年来利用超临界CO₂干燥木材的机理,包括使用流体动力学模型预测干燥过程以及使用核磁共振观察水分和CO₂的传递规律,以期为超临界流体干燥木材提供理论参考。     

硅烷偶联剂改性对透明木材性能的影响

添加硅烷偶联剂(KH570)对椴木薄片进行改性,再将树脂填充至改性椴木模板中,合成透明木材。同时将未经偶联剂改性的木模板浸渍处理后合成的透明木材作为对比样,采用紫外可见分光光度计、微机控制电子万能力学试验机、傅里叶变换红外光谱仪、扫描电子显微镜研究偶联剂改性对透明木材光学性能、力学性能、微观结构的影响。结果表明:偶联剂成功与椴木模板和树脂发生偶联,适量的偶联剂可提高界面相容性;当偶联剂质量分数为5%时,透明木材在800nm波长处具有最大的透光率,为16.8%,且具有最大的拉伸强度,达181.1MPa。     

多城市PM2.5、PM10、O3浓度与气象条件关联性的Meta分析

使用2015～2017年我国29个城市的空气污染物PM_2.5、PM₁₀、O₃浓度和气象要素(包括气压、气温、相对湿度、降水量、风速、日照时数)日数据,对每个城市空气质量变化特征与气象要素的月平均值进行了线性相关和多元回归模型分析,然后Meta分析合并相关系数和回归系数。结果表明：PM_2.5浓度与所有气象变量(除风速)呈相关、PM₁₀浓度与所有气象变量呈相关,而O₃也与所有气象变量(除相对湿度)呈相关,但O₃与气象变量的相关方向和PM_2.5、PM₁₀相反。通过对污染物浓度和气象变量的多元回归分析,21个城市的空气污染都得到较好程度的解释(R²>0.5)。同时,对影响PM_2.5、PM₁₀和O₃的主要气象因素的效应进行了合并。     

浸渍法制备磁性木材的磁性和电磁波吸收性能

研究了通过浸渍法制得的磁性木材产物不同部位对产物中磁性物质的分布、磁性和电磁波吸收性能的影响。利用金属盐离子尺寸小、在木材中渗透性优于纳米颗粒的特点,将经过预处理的木材先后浸渍于三价铁和二价铁的混合溶液以及氨水溶液中,通过化学共沉淀的方法在木材中原位制备Fe_3O_4纳米颗粒,从而得到磁性木材。对样品成分和结构进行红外光谱和X射线衍射光谱分析;将环境扫描电子显微镜与EDS mapping模式联用研究样品中磁性颗粒的分布;使用振动样品磁强计对所得样品的磁性进行了测量;并使用网络矢量分析仪对杨木试样的电磁波吸收能力进行了测试。铁盐浸渍液中Fe~(3+)和Fe~(2+)的物质的量之比为2∶1,氨水质量分数为25%,浸渍液通过导管传输和纹孔渗透两种方式进入木材内部,最终生成磁性颗粒。磁性颗粒的粒径在13 nm左右,磁性木材不同部位的铁含量按照角、边和中心的顺序依次递减,角部位的磁性强度最高,为24.75 emu/g,而中心部位仅为1.64 emu/g。同时,不同部位的磁矫顽力均较大,分别为137.60(中心),28.15(边)和10.11 Oe(角),表明制得的磁性木材改变了原来磁性颗粒(Fe_3O_4)的软磁性特征,为硬磁材料。此外,它们在5.0 GHz处的电磁波吸波强度分别为-0.63(中心),-3.93(边)和-17.12 d B(角)。采用铁盐与氨水逐步浸渍和原位共沉淀的方法可以成功制备磁性木材。在固定的浸渍液配比浓度和铁盐浸渍时间下,磁性木材内部不同部位所含磁性颗粒的量按中心、边和角的顺序逐渐增加,分布更加均匀,相应的磁性逐渐增强。同时,制得的磁性木材为硬磁材料,但从磁性木材的中心部位到边和角部位呈现出向软磁材料转变的趋势。而制得的磁性木材不同部位电磁波吸收性能按中心、边和角的顺序逐渐增强。铁盐浸渍6 d得到的3 mm厚磁性木材的角部位电磁波吸收能力最强,且对5.0 GHz波段的电磁波吸收性能满足吸波材料的要求。     

电气石/木材复合材制备及微观结构分析

电气石具有释放负氧离子等特殊功能,可以改善环境质量以及促进各种产品的功能化。本研究将电气石以浸渍的方式引入木材中,通过树脂固化的方式将其固定于木材内部,从而得到具有释放负氧离子的功能性木质材料。利用满细胞法,经MUF处理,电气石浓度在5%,偶联剂浓度为4%,浸渍时间为60 min,木材浸渍增重率达到36.9%且分布均匀,负氧离子释放量约为1 086个/cm^3。PEG处理材流失率为15.7%,MUF浸渍处理材的流失率仅为1.3%。