纤维素纳米晶/金纳米粒子复合虹彩薄膜的制备与表征

以滤纸为原料，采用浓硫酸水解法制备纤维素纳米晶(CNCs),以柠檬酸钠还原法制备金纳米粒子(GNPs),并将GNPs与CNCs以不同质量比共混制备CNCs/GNPs复合虹彩薄膜；并在CNCs/GNPs体系中添加果糖，研究了果糖对等离子吸收共振效应的影响。采用透射电镜、反射光谱、扫描电镜、偏光显微镜、红外光谱、X射线衍射、紫外-可见光谱和圆二色谱对复合薄膜进行分析，探讨了GNPs与CNCs以不同质量比复合时的结构与性能，以及果糖对体系的影响。研究结果表明：CNCs在成膜过程中发生了自组装，形成了左旋的手性层状液晶结构；复合薄膜具有明显的虹彩颜色，具有周期性层状结构和指纹织构，添加GNPs没有改变CNCs本身的官能团，但复合膜具有明显的等离子共振吸收峰并发生蓝移。添加果糖会使薄膜颜色产生红移现象的同时促进GNPs更加均匀地分散，从而增强GNPs的等离子共振吸收效应。GNPs和果糖的加入不会改变CNCs的晶型结构，对纤维素的结晶度也没有影响。