从卡波克纤维生产纳米纤维素基气凝的有效和经济的方法

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 纳米技术纳米技术
• 生物材料是一种生物材料.

背景情况:

• 纤维素纳米纤维 (CNFs) 为先进材料提供独特的特性.
• 开发有效和可扩展的CNF提取和气凝制造方法至关重要.
• 卡波克纤维是纤维素提取的可持续来源.

研究的目的:

• 开发一种有效的方法,从皮纤维中提取纤维素纳米纤维 (CNF).
• 制造具有增强性能的超轻,高度多孔的CNF基气凝.
• 评估这些气凝对油脂吸收和回收的性能.

主要方法:

• 卡波克纤维的TEMPO介导氧化,然后进行机械研磨和超声波处理以提取CNF.
• 冰模板技术用于制造基于CNF的气凝.
• 修改Silane以增强疏水性和机械性能.

主要成果:

• 实现了98%的高CNF产量,提高了纤维化效率和降低了能源消耗.
• 制造的超轻型气凝 (3.5-11.2 mg cm−3) 具有高压缩强度 (160 kPa) 和优良的隔热 (0.024 W m−1 K−1).
• 用西兰修饰的气凝显示出超低密度 (7.9毫克/厘米-3),疏水性 (128°接触角),高油性吸收 (71.4g/g),并在10个循环后93%的恢复.

结论:

• 开发的策略有效地生产CNF,并从皮纤维制造高性能气凝.
• 由此产生的纳米纤维素气凝具有出色的机械压缩性,快速的形状恢复和高液体吸收能力.
• 这些发现凸显了可持续纳米纤维素气凝在石油泄漏清理和隔热等应用中的潜力.