氨基硅烷接枝纤维素纳米晶体气凝胶的制备及性能表征

摘要

为扩展纤维素气凝胶的高值化应用,提高其对CO2的吸附量,将纤维素纳米晶体(CNC)水凝胶与胺化剂3-(2-氨基乙基氨基)丙基甲基二甲氧基硅烷(AEAPMDS)反应,再经冷冻干燥得到胺接枝CNC气凝胶.探索不同AEAPMDS质量分数、不同反应温度对气凝胶中氮质量分数的影响,得到氮质量分数最大时的工艺条件:AEAPMDS质量分数为12％,温度100℃.通过采用多种仪器检测,比较添加胺化剂前后气凝胶的结构及性能变化.红外光谱(FTIR)结果表明氨基硅烷成功接枝到纤维素骨架上;比表面积、孔隙度分析(BET)和扫描电镜(SEM)结果显示,接枝后气凝胶比表面积由143.13 m2·g-1降至77.14 m2·g-1,内部发生一定的交联团聚,孔密度随之降低;热质量分析(TG-DTG)结果表明改性后热稳定性有一定的提高;CO2吸附测试得到胺接枝CNC气凝胶的CO2吸附量达到1.68 mmol·g-1,较未加胺化剂时有显著的提升(提高546％),作为CO2吸附材料具有广阔的前景.