球形纤维素纳米纤丝气凝胶的制备及性能表征

摘要

以桉木纸浆为原料,制备了不同纤维素质量分数(1％、1.5％、2％和2.5％)的球形纤维素纳米纤丝(CNF)气凝胶.通过扫描电子显微镜(SEM)、全自动比表面积与孔隙度分析(BET)仪、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)仪、组合型多功能水平X射线衍射(XRD)仪和热重分析(TG)仪等技术对制备的CNF气凝胶的进行表征.结果显示:制备的CNF气凝胶为球状,是一种具有三维网络结构的介孔材料,其密度为0.024 8 ～0.042 7 g/cm3,孔隙率≥97.33％,孔径≤19.4 nm.该气凝胶材料具有纳米纤维素的红外特征峰,其晶型结构仍然为纤维素Ⅰ型结构,且拥有良好的热稳定性,当CNF质量分数为2％时,气凝胶的最大失重速率温度(Tmax)为306.52℃.伴随着CNF质量分数的增加,CNF气凝胶的密度、孔隙率逐渐减小,孔体积、BET比表面积先增大后减小,孔径先减小后增大.