将织废物再循环加工成阳离子和阴离子纤维素纳米纤维,并将其组装成二维和三维材料

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 纳米技术 纳米技术
• 织品回收利用 织品回收利用

背景情况:

• 废物利用对可持续发展至关重要.
• 纤维素纳米纤维 (CNFs) 是具有各种应用的高性能纳米材料.
• 从非木材来源提取CNF的开发高效方法是一个活跃的研究领域.

研究的目的:

• 研究两种不同的化学方法,从消费后的棉织品中提取纤维素纳米纤维 (CNF).
• 描述衍生CNF的形态,表面电荷和稳定性.
• 评估由这些CNF制造的纳米纸和异型泡的性能.

主要方法:

• 棉织物的化学处理方法是通过化 (使用 (2,3-环) 三甲基化物) 或TEMPO/NaBr催化氧化.
• 经过处理的织物进行纤维化,以产生化CNF (Cat-CNF) 和TEMPO氧化CNF (TO-CNF).
• 对CNF属性的表征 (形态,表面电荷,面积比,合稳定性) 和衍生材料 (纳米纸,泡) 的评估.

主要成果:

• 无论是Cat-CNF还是TO-CNF,它们都表现出高表面电荷,小的横截面 (<10 nm) 和高的尺寸比 (>35).
• TO-CNFs表现出更高的表面电荷,而Cat-CNFs在更广泛的pH范围和基本纤维水平截面上表现出优越的合稳定性.
• 纳米纸具有较高的光学传导度和雾;异性泡具有与木制CNF泡相似的机械性能.

结论:

• 消费后棉织品是高性能CNF的可行来源.
• 选择化学功能化显著影响CNF属性和纤维化效率.
• 从织品中获得的CNF可以用于创建具有有前途性质的先进轻质材料.