CN108385445B - 一种高性能纳米纸及其制备方法 - Google Patents
一种高性能纳米纸及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108385445B CN108385445B CN201810062882.2A CN201810062882A CN108385445B CN 108385445 B CN108385445 B CN 108385445B CN 201810062882 A CN201810062882 A CN 201810062882A CN 108385445 B CN108385445 B CN 108385445B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- preparation
- paper
- mos
- biomass
- performance
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 50
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 claims abstract description 31
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 claims abstract description 27
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 claims abstract description 27
- 229910052961 molybdenite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 229910052982 molybdenum disulfide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract description 14
- 238000003828 vacuum filtration Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000011268 mixed slurry Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 15
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 claims description 15
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 11
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 claims description 9
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 claims description 8
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 8
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 7
- 239000002060 nanoflake Substances 0.000 claims description 7
- 235000013162 Cocos nucifera Nutrition 0.000 claims description 6
- 244000060011 Cocos nucifera Species 0.000 claims description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 6
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 claims description 6
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 5
- FWDBOZPQNFPOLF-UHFFFAOYSA-N ethenyl(triethoxy)silane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)C=C FWDBOZPQNFPOLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 5
- PQQKPALAQIIWST-UHFFFAOYSA-N oxomolybdenum Chemical compound [Mo]=O PQQKPALAQIIWST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 claims description 3
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000008107 starch Substances 0.000 claims description 3
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 claims description 3
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 claims description 2
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 claims description 2
- 229910000476 molybdenum oxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 claims 1
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 claims 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims 1
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 claims 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 7
- 230000003075 superhydrophobic effect Effects 0.000 abstract description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 4
- 230000000845 anti-microbial effect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000005507 spraying Methods 0.000 abstract description 3
- 229920001046 Nanocellulose Polymers 0.000 abstract description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 abstract description 2
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 abstract description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 4
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 4
- -1 silicane alkane Chemical class 0.000 description 4
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 4
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 4
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 3
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 150000001335 aliphatic alkanes Chemical class 0.000 description 1
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 229960000074 biopharmaceutical Drugs 0.000 description 1
- 210000000170 cell membrane Anatomy 0.000 description 1
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 230000002779 inactivation Effects 0.000 description 1
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 description 1
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- AHKZTVQIVOEVFO-UHFFFAOYSA-N oxide(2-) Chemical compound [O-2] AHKZTVQIVOEVFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000006479 redox reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- YUKQRDCYNOVPGJ-UHFFFAOYSA-N thioacetamide Chemical compound CC(N)=S YUKQRDCYNOVPGJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DLFVBJFMPXGRIB-UHFFFAOYSA-N thioacetamide Natural products CC(N)=O DLFVBJFMPXGRIB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H27/00—Special paper not otherwise provided for, e.g. made by multi-step processes
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H11/00—Pulp or paper, comprising cellulose or lignocellulose fibres of natural origin only
- D21H11/12—Pulp from non-woody plants or crops, e.g. cotton, flax, straw, bagasse
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
- D21H17/63—Inorganic compounds
- D21H17/67—Water-insoluble compounds, e.g. fillers, pigments
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H19/00—Coated paper; Coating material
- D21H19/10—Coatings without pigments
- D21H19/14—Coatings without pigments applied in a form other than the aqueous solution defined in group D21H19/12
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H19/00—Coated paper; Coating material
- D21H19/10—Coatings without pigments
- D21H19/14—Coatings without pigments applied in a form other than the aqueous solution defined in group D21H19/12
- D21H19/16—Coatings without pigments applied in a form other than the aqueous solution defined in group D21H19/12 comprising curable or polymerisable compounds
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H21/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties
- D21H21/14—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties characterised by function or properties in or on the paper
- D21H21/16—Sizing or water-repelling agents
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H23/00—Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper
- D21H23/02—Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper characterised by the manner in which substances are added
- D21H23/22—Addition to the formed paper
- D21H23/50—Spraying or projecting
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H25/00—After-treatment of paper not provided for in groups D21H17/00 - D21H23/00
- D21H25/04—Physical treatment, e.g. heating, irradiating
- D21H25/06—Physical treatment, e.g. heating, irradiating of impregnated or coated paper
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Paper (AREA)
- Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
Abstract
本发明公开一种高性能纳米纸及其制备方法,属于特种材料生产领域。该制备方法包括生物质纤维素的制备、MoS2的制备、混合浆料的制备、真空抽滤成纸、表面喷涂、高温湿热压等步骤。本发明在生物质纳米纤维素悬浮液中加入金属相MoS2纳米片,同时对纸张进行表面喷涂疏水化处理,赋予其超疏水效果;高温湿热压处理使纳米纸内部的纤维与MoS2纳米片结合更加紧密,有利于提高纳米纸的匀度和强度;生物质纤维能显著提高成纸的物理强度﹑柔韧性和透明度,金属相MoS2纳米片能赋予纳米纸良好的耐火性和抗菌性能;保证成纸拥有良好的物理性能同时也具有优越的耐火﹑抗菌﹑超疏水及高透明。
Description
技术领域
本发明属于特种材料生产领域,具体涉及一种高性能纳米纸及其制备方法。
背景技术
纸张是纤维浆料通过制浆和造纸两个经典的过程制备而得到,中间包含了许多工序,影响因素繁多。造纸术是中国的四大发明之一,中国自古以来在造纸方面就有很深的造诣和积累。纸产品种类众多,在各行各业都有广泛应用。相比于普通纸张,纳米纸纸质平滑细腻、柔韧耐久,还具有比较好的阻隔性能和光学性能,具有极高的应用价值,引起了越来越多的关注。
所谓纳米纸,广义来讲,指利用纳米材料或者纳米技术制作的纸张;一般来讲,是指由纳米级的纤维素为主要原料抄制而成的纸张。纳米纸虽然品质优良,但其受原料纳米纤维素的制约,目前纳米纤维素还木有实现工业化,因此纳米纸的生产效率非常低,很难满足市场的需要。另外,纳米纸在透明显示,生物制药,高端制造等领域展现出巨大的潜力,要想将其投入到实际应用,需要进一步提升纳米纸的性能,如疏水性﹑抗菌性﹑耐火性﹑高透明性﹑高强度等。若是能根据实际需求,综合材料的各种性能,寻求特定的工艺,制备出高性能的纳米纸,将对社会的进步和科技的发展产生显著的促进作用。
基于目前常规的纳米纸综合性能不高的现状,有必要寻求一种合适的生产方法提高其综合性能特点,弥补纳米纸耐火性差﹑易受潮和被菌污染等缺点,以生产高性能的纳米纸,提高纸张的使用寿命,赋予其高附加值,满足各层次的需要。
发明内容
为了克服现有纸张生产技术的缺点与不足,本发明的首要目的在于提供一种高性能纳米纸的制备方法。
本发明在生物质纳米纤维素悬浮液中加入兼具耐火性和抗菌性能的金属相MoS2纳米片,同时对纸张进行表面喷涂疏水化处理,赋予其超疏水效果,高温湿热压处理有利于提高纳米纸的匀度和强度,保证成纸拥有良好的物理性能同时也具有优越的耐火﹑抗菌﹑超疏水及高透明。
本发明的另一目的在于提供通过上述制备方法制备得到的高性能纳米纸。
本发明的目的通过下述技术方案实现:
一种高性能纳米纸的制备方法,包括以下步骤:
(1)生物质纤维素的制备:通过椰果发酵生物合成凝胶,然后进行分散处理,接着进行均质处理,得到生物质纤维素悬浮液;
(2)MoS2的制备:由氧化钼﹑硫代乙酰胺﹑尿素通过水热法制备得到,并进行纯化处理;
(3)混合浆料的制备:搅拌的条件下将步骤(2)中的MoS2加入到步骤(1)中的生物质纤维素悬浮液中,制得复合浆料;
(4)真空抽滤成纸:将步骤(3)得到的复合浆料通过真空抽滤的方法成型﹑脱水﹑烘干处理,得到纸样;
(5)表面喷涂:在步骤(4)所得纸样正反表面喷涂上一定量的低表面能物质,再进行干燥;
(6)高温湿热压:将步骤(5)得到的纸样进行高温湿热压处理,接着干燥,制得高性能纳米纸。
步骤(1)中所述的发酵是在温度:25~30℃,相对湿度:60~80%RH下进行的;所述的分散指生物质凝胶在转速为6000~10000r/min的高速分散机中分散10~20min,得到直径为20~38nm,长度580~720nm的生物质纤维素。
步骤(2)中所述的MoS2是在25mL高压反应釜中通过水热反应(温度200~220℃,时间15~16h)合成的,其中氧化钼:硫代乙酰胺:尿素的质量比为(20~24):(24~28):(0.1~0.2)。纯化后的MoS2是一种纳米薄片,长度为40~50nm。
步骤(3)中所述的生物质纤维素﹑MoS2以绝干质量比(6~8):(1~2)的比例均匀混合。
步骤(4)中所述的真空抽滤成纸是指将浆浓为0.05~0.15%的复合浆料通过真空过滤器(内含孔径为0.65μm的滤膜)抽滤。
优选的,步骤(4)中所述的真空抽滤成纸是指将浆浓为0.10~0.15%的复合浆料通过真空过滤器(内含孔径为0.65μm的滤膜)抽滤。
步骤(5)中所述的低表面能物质是一种无氟的乙烯基三乙氧基硅烷(VETO),用量为纸样绝干质量的0.1~0.3%。
步骤(6)中所述的高温湿热压的条件为:温度为140~150℃;压力为8~10MPa;时间为0.5~1.0小时。
一种高性能纳米纸,通过上述制备方法制备得到。
所述的高性能纳米纸的性能:定量:56.2~56.8g/m2;抗张强度:265~296MPa;氧指数:35.6~37.9%;抑菌率:95.3~98.1%;对水的接触角:158~167°,对水的滚动角2~5°;透明度:87.5~91.6%。
本发明的高性能纳米纸是采用生物质纤维素和金属相MoS2合理复配,优势互补的策略。生物质纤维素是一种纳米纤维素,具有高纯度、较大比表面积、高结晶度、大长径比、高杨氏模量和高透明性等性能优势,是一种增强粘结剂,造出来的纸张非常柔韧透明;金属相的MoS2是纸张耐火和抗菌的主要来源,MoS2具有较低的导热系数和良好的阻燃特性,薄的纳米片能形成一个纳米级的阻隔层从而能抑制外部热量和氧气的渗入;此外MoS2纳米薄片是一种二维材料,它能对细菌的细胞膜产生剪切压力,另一方面在金属相MoS2二维结构中,氧化物阴离子(O2 .-)能通过氧化还原反应产生氧化压力,细菌在剪切压力和氧化压力的作用失活。两种物质通过合适的比例进行复配,并采用真空抽滤成纸技术,再进行成纸表面喷涂低表面能物质(VTEO),最后进行高温湿热压处理,制备出同时兼具优越的物理性能﹑耐火﹑抗菌﹑超疏水及透明高的高性能纳米纸。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果:
(1)本发明制备的高性能纳米纸是由生物质纤维素和金属相MoS2纳米片合理复配而获得的,充分利用各成分的优势,生物质纤维能显著提高成纸的物理强度﹑柔韧性和透明度,金属相MoS2纳米片能赋予纳米纸良好的耐火性和抗菌性能。
(2)采用表面喷涂技术,在成纸表面喷上无氟的低表面能物质-乙烯基三乙氧基硅烷(VTEO),使纳米纸具有良好的超疏水效果。
(3)本发明采用湿热压处理方法有利于提高纳米纸的匀度,使纳米纸内部的纤维与MoS2纳米片结合更加紧密,从而使纳米纸具有较强的韧性和光滑度。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述,但本发明的实施方式不限于此。
本发明中:各种参数的检测依据国家标准检测方法以及行业标准进行,具体的:定量(GB/T 451.2-2002)﹑抗张强度(GB/T 451.2-2002)﹑氧指数(GB/T2406.2-2009)﹑抑菌率(FZ/T 73023-2006)﹑水的接触角和滚动角(GBT30693-2014)﹑透明度(GB/T 2679.1-1993)等性能测试。
实施例1
本实施例的一种高性能纳米纸的制备方法,具体制备步骤如下:
(1)生物质纤维素的制备:将一定量的椰果在温度25℃,湿度为60%RH条件下发酵生物合成凝胶,然后将凝胶在转速为6000r/min的高速分散机中进行分散10min,接着进行均质处理,得到直径为38nm,长度为720nm的生物质纤维素悬浮液;
(2)MoS2的制备:将氧化钼﹑硫代乙酰胺﹑尿素按照质量比为20:24:0.1的比例通过水热反应制备,反应温度为200℃,时间15h,并进行离心﹑洗涤纯化处理,纯化后的MoS2是一种纳米薄片,长度为50nm;
(3)混合浆料的制备:搅拌的条件下将步骤(2)中的MoS2以绝干质量比6:1加入到步骤(1)中的生物质纤维素悬浮液中,制得复合浆料;
(4)真空抽滤成纸:将步骤(3)得到的复合浆料以0.15%的浆浓通过真空过滤器(内含孔径为0.65μm的滤膜)抽滤成型﹑脱水﹑烘干处理,得到纸样;
(5)表面喷涂:在步骤(4)所得纸样正反表面均匀喷涂上绝干质量为0.1%的乙烯基三乙氧基硅烷,再进行干燥;
(6)高温湿热压:将步骤(5)得到的纸样在温度为140℃,压力为8MPa条件下进行高温湿热压处理0.5小时,接着干燥,制得高性能纳米纸。
本实施例的高性能纳米纸的性能检测数据:定量:56.2g/m2;抗张强度:265~273MPa;氧指数:36.4%;抑菌率:96.1%;对水的接触角:158°,对水的滚动角5°;透明度:91.6%。
实施例2
本实施例的一种高性能纳米纸的制备方法,具体制备步骤如下:
(1)生物质纤维素的制备:将一定量的椰果在温度25℃,湿度为70%RH条件下发酵生物合成凝胶,然后将凝胶在转速为8000r/min的高速分散机中进行分散15min,接着进行均质处理,得到直径为30nm,长度为676nm的生物质纤维素悬浮液;
(2)MoS2的制备:将氧化钼﹑硫代乙酰胺﹑尿素按照质量比为22:24:0.1的比例通过水热反应制备,反应温度为210℃,时间15h,并进行离心﹑洗涤纯化处理,纯化后的MoS2是一种纳米薄片,长度为47nm;
(3)混合浆料的制备:搅拌的条件下将步骤(2)中的MoS2以绝干质量比7:2加入到步骤(1)中的生物质纤维素悬浮液中,制得复合浆料;
(4)真空抽滤成纸:将步骤(3)得到的复合浆料以0.10%的浆浓通过真空过滤器(内含孔径为0.65μm的滤膜)抽滤成型﹑脱水﹑烘干处理,得到纸样;
(5)表面喷涂:在步骤(4)所得纸样正反表面均匀喷涂上绝干质量为0.2%的乙烯基三乙氧基硅烷,再进行干燥;
(6)高温湿热压:将步骤(5)得到的纸样在温度为140℃,压力为9MPa条件下进行高温湿热压处理0.5小时,接着干燥,制得高性能纳米纸。
本实施例的高性能纳米纸的性能检测数据:定量:56.4g/m2;抗张强度:265MPa;氧指数:35.6%;抑菌率:98.1%;对水的接触角:163°,对水的滚动角3°;透明度:90.7%。
实施例3
本实施例的一种高性能纳米纸的制备方法,具体制备步骤如下:
(1)生物质纤维素的制备:将一定量的椰果在温度30℃,湿度为80%RH条件下发酵生物合成凝胶,然后将凝胶在转速为9000r/min的高速分散机中进行分散20min,接着进行均质处理,得到直径为26nm,长度为625nm的生物质纤维素悬浮液;
(2)MoS2的制备:将氧化钼﹑硫代乙酰胺﹑尿素按照质量比为24:26:0.1的比例通过水热反应制备,反应温度为220℃,时间16h,并进行离心﹑洗涤纯化处理,纯化后的MoS2是一种纳米薄片,长度为43nm;
(3)混合浆料的制备:搅拌的条件下将步骤(2)中的MoS2以绝干质量比8:1加入到步骤(1)中的生物质纤维素悬浮液中,制得复合浆料;
(4)真空抽滤成纸:将步骤(3)得到的复合浆料以0.15%的浆浓通过真空过滤器(内含孔径为0.65μm的滤膜)抽滤成型﹑脱水﹑烘干处理,得到纸样;
(5)表面喷涂:在步骤(4)所得纸样正反表面均匀喷涂上绝干质量为0.3%的乙烯基三乙氧基硅烷,再进行干燥;
(6)高温湿热压:将步骤(5)得到的纸样在温度为150℃,压力为9MPa条件下进行高温湿热压处理1.0小时,接着干燥,制得高性能纳米纸。
本实施例的高性能纳米纸的性能检测数据:定量:56.8g/m2;抗张强度:296MPa;氧指数:37.1%;抑菌率:95.3%;对水的接触角:167°,对水的滚动角4°;透明度:87.5%。
实施例4
本实施例的一种高性能纳米纸的制备方法,具体制备步骤如下:
(1)生物质纤维素的制备:将一定量的椰果在温度30℃,湿度为80%RH条件下发酵生物合成凝胶,然后将凝胶在转速为10000r/min的高速分散机中进行分散20min,接着进行均质处理,得到直径为20nm,长度为580nm的生物质纤维素悬浮液;
(2)MoS2的制备:将氧化钼﹑硫代乙酰胺﹑尿素按照质量比为24:28:0.2的比例通过水热反应制备,反应温度为200℃,时间16h,并进行离心﹑洗涤纯化处理,纯化后的MoS2是一种纳米薄片,长度为40nm;
(3)混合浆料的制备:搅拌的条件下将步骤(2)中的MoS2以绝干质量比8:2加入到步骤(1)中的生物质纤维素悬浮液中,制得复合浆料;
(4)真空抽滤成纸:将步骤(3)得到的复合浆料以0.15%的浆浓通过真空过滤器(内含孔径为0.65μm的滤膜)抽滤成型﹑脱水﹑烘干处理,得到纸样;
(5)表面喷涂:在步骤(4)所得纸样正反表面均匀喷涂上绝干质量为0.3%的乙烯基三乙氧基硅烷,再进行干燥;
(6)高温湿热压:将步骤(5)得到的纸样在温度为150℃,压力为10MPa条件下进行高温湿热压处理1.0小时,接着干燥,制得高性能纳米纸。
本实施例的高性能纳米纸的性能检测数据:定量:56.6g/m2;抗张强度:281MPa;氧指数:37.9%;抑菌率:97.6%;对水的接触角:165°,对水的滚动角2°;透明度:89.2%。
上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种高性能纳米纸的制备方法,其特征在于包括以下步骤:
(1)生物质纤维素的制备:通过椰果发酵生物合成凝胶,然后进行分散处理,接着进行均质处理,得到生物质纤维素悬浮液;
(2)MoS2的制备:由氧化钼﹑硫代乙酰胺﹑尿素通过水热法制备得到,并进行纯化处理;
(3)混合浆料的制备:搅拌的条件下将步骤(2)中的MoS2加入到步骤(1)中的生物质纤维素悬浮液中,制得复合浆料;
(4)真空抽滤成纸:将步骤(3)得到的复合浆料通过真空抽滤的方法成型﹑脱水﹑烘干处理,得到纸样;
(5)表面喷涂:在步骤(4)所得纸样正反表面喷涂上一定量的低表面能物质,再进行干燥;
(6)高温湿热压:将步骤(5)得到的纸样进行高温湿热压处理,接着干燥,制得高性能纳米纸;
步骤(3)中所述的生物质纤维素﹑MoS2以绝干质量比(6~8):(1~2)的比例均匀混合。
2.根据权利要求1所述的高性能纳米纸的制备方法,其特征在于:
步骤(1)中所述的发酵是在温度:25~30℃,相对湿度:60~80%RH下进行的;所述的分散指生物质凝胶在转速为6000~10000r/min的高速分散机中分散10~20min,得到直径为20~38nm,长度580~720nm的生物质纤维素。
3.根据权利要求1所述的高性能纳米纸的制备方法,其特征在于:
步骤(2)中所述的MoS2是在高压反应釜中通过水热反应合成的,其中氧化钼:硫代乙酰胺:尿素的质量比为(20~24):(24~28):(0.1~0.2);水热反应的条件为温度200~220℃,时间15~16h。
4.根据权利要求1所述的高性能纳米纸的制备方法,其特征在于:
步骤(2)中,纯化后的MoS2是一种纳米薄片,长度为40~50nm。
5.根据权利要求1所述的高性能纳米纸的制备方法,其特征在于:
步骤(4)中所述的真空抽滤成纸是指将浆浓为0.05~0.15%的复合浆料通过真空过滤器抽滤;
所述的真空过滤器内含孔径为0.65μm的滤膜。
6.根据权利要求1所述的高性能纳米纸的制备方法,其特征在于:
步骤(5)中所述的低表面能物质是乙烯基三乙氧基硅烷,用量为纸样绝干质量的0.1~0.3%。
7.根据权利要求1所述的高性能纳米纸的制备方法,其特征在于:
步骤(6)中所述的高温湿热压的条件为:温度为140~150℃;压力为8~10MPa;时间为0.5~1.0小时。
8.一种高性能纳米纸,其特征在于通过权利要求1~7任一项所述的制备方法制备得到。
9.根据权利要求8所述的高性能纳米纸,其特征在于:
所述的高性能纳米纸的性能:定量:56.2~56.8g/m2;抗张强度:265~296MPa;氧指数:35.6~37.9%;抑菌率:95.3~98.1%;对水的接触角:158~167°,对水的滚动角2~5°;透明度:87.5~91.6%。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201810062882.2A CN108385445B (zh) | 2018-01-23 | 2018-01-23 | 一种高性能纳米纸及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201810062882.2A CN108385445B (zh) | 2018-01-23 | 2018-01-23 | 一种高性能纳米纸及其制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN108385445A CN108385445A (zh) | 2018-08-10 |
CN108385445B true CN108385445B (zh) | 2019-08-20 |
Family
ID=63076368
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201810062882.2A Expired - Fee Related CN108385445B (zh) | 2018-01-23 | 2018-01-23 | 一种高性能纳米纸及其制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN108385445B (zh) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109179372B (zh) * | 2018-10-26 | 2020-07-28 | 华南理工大学 | 一种高性能生物纤维素碳气凝胶及其制备方法和应用 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104452436A (zh) * | 2014-10-16 | 2015-03-25 | 南京林业大学 | 一种纳米纤维素分散剂及其制备方法和应用 |
CN104835964A (zh) * | 2015-05-14 | 2015-08-12 | 哈尔滨工业大学 | 一种三维大孔石墨烯-碳纳米管-二硫化钼复合材料及其制备方法和应用 |
CN105633344A (zh) * | 2015-12-29 | 2016-06-01 | 上海大学 | 二硫化钼纳米片/纳米纤维素/碳纳米管/石墨烯复合的锂电池薄膜负极材料及其制备方法 |
CN105907811A (zh) * | 2016-03-24 | 2016-08-31 | 中国科学技术大学 | 一种细菌纤维素/功能纳米颗粒复合膜的制备方法 |
CN106065081A (zh) * | 2016-06-16 | 2016-11-02 | 海南大学 | 一种高分散纳米纤维素胶的制备方法及所得产品和应用 |
CN106920697A (zh) * | 2017-02-28 | 2017-07-04 | 吉林大学 | 一种RGO和MoS2复合纳米纸、制备方法及其应用 |
CN107230552A (zh) * | 2017-05-11 | 2017-10-03 | 中原工学院 | 一种基于纳米纤维素晶须MoS2/石墨烯复合对电极材料及其制备方法和应用 |
CN107275124A (zh) * | 2017-07-28 | 2017-10-20 | 浙江理工大学 | 一种薄膜型超级电容器电极的制备方法 |
-
2018
- 2018-01-23 CN CN201810062882.2A patent/CN108385445B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104452436A (zh) * | 2014-10-16 | 2015-03-25 | 南京林业大学 | 一种纳米纤维素分散剂及其制备方法和应用 |
CN104835964A (zh) * | 2015-05-14 | 2015-08-12 | 哈尔滨工业大学 | 一种三维大孔石墨烯-碳纳米管-二硫化钼复合材料及其制备方法和应用 |
CN105633344A (zh) * | 2015-12-29 | 2016-06-01 | 上海大学 | 二硫化钼纳米片/纳米纤维素/碳纳米管/石墨烯复合的锂电池薄膜负极材料及其制备方法 |
CN105907811A (zh) * | 2016-03-24 | 2016-08-31 | 中国科学技术大学 | 一种细菌纤维素/功能纳米颗粒复合膜的制备方法 |
CN106065081A (zh) * | 2016-06-16 | 2016-11-02 | 海南大学 | 一种高分散纳米纤维素胶的制备方法及所得产品和应用 |
CN106920697A (zh) * | 2017-02-28 | 2017-07-04 | 吉林大学 | 一种RGO和MoS2复合纳米纸、制备方法及其应用 |
CN107230552A (zh) * | 2017-05-11 | 2017-10-03 | 中原工学院 | 一种基于纳米纤维素晶须MoS2/石墨烯复合对电极材料及其制备方法和应用 |
CN107275124A (zh) * | 2017-07-28 | 2017-10-20 | 浙江理工大学 | 一种薄膜型超级电容器电极的制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN108385445A (zh) | 2018-08-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108658572B (zh) | 一种防脱粉气凝胶复合保温毡的制备方法 | |
CN105670393B (zh) | 纤维素纳米晶体/二氧化硅复合模板法制备超疏水涂层 | |
CN108531083B (zh) | 一种硅气凝胶反射隔热外墙涂料的制备方法 | |
CN104403399B (zh) | 具有调湿防潮功能的内墙腻子 | |
CN1317188C (zh) | 以稻壳灰为原料制备疏水性二氧化硅气凝胶的方法 | |
CN104876638B (zh) | 一种纳米级多孔陶瓷用造孔剂及其制备方法和应用 | |
CN102877375B (zh) | 一种含有改性高岭土的空气滤清器用滤纸的制备方法 | |
CN107999110A (zh) | 一种氧空位氧化钨/氮化碳复合光催化剂及其制备方法和应用 | |
CN105417995A (zh) | 一种植物纤维硅藻泥及其制备工艺 | |
CN108385445B (zh) | 一种高性能纳米纸及其制备方法 | |
CN109224879A (zh) | 一种cha分子筛膜的制备方法 | |
CN103303930A (zh) | 一种气凝胶纸板及其制备方法 | |
CN110029524B (zh) | 利用废弃棉织物制备高性能抑菌纸的方法 | |
CN106829972A (zh) | 一种疏水性气凝胶及其制备方法、气凝胶毡 | |
CN110539536A (zh) | 一种轻便型二氧化硅气凝胶复合保温面料及其制备方法 | |
CN108948465A (zh) | 一种高强度绝热管道及其制备方法 | |
CN112167335A (zh) | 一种改善仓储环境下稻谷易产生裂纹的加工工艺 | |
CN108410245A (zh) | 一种内墙保温腻子和制备方法 | |
CN111636148A (zh) | 一种提高pp-pe复合无纺布耐磨亲肤性的方法 | |
CN102661987A (zh) | 一种用于检测co2的多孔对电极气体传感器制备方法 | |
CN106948221B (zh) | 一种高容尘量液体过滤复合材料及其制备方法 | |
CN110172851A (zh) | 一种生产包装纸用化学机械浆的改性方法 | |
CN104828830B (zh) | 一种提高白炭黑bet的方法 | |
CN108815923A (zh) | 空气净化过滤骨架支撑材料的制造方法 | |
CN107936804A (zh) | 一种铅锭冷制粒机表面涂料 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20190820 |