孔径可调控的多孔纤维素的构建及功能化改性研究

基本信息
批准号:51662011
项目类别:地区科学基金项目
资助金额:39.00
负责人:郑鹏武
学科分类:
依托单位:江西科技师范大学
批准年份:2016
结题年份:2020
起止时间:2017-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:马骁飞,雷飞,欧阳宜强,孔德佳,张如飞,吕苗苗
关键词:
可控制备纤维素纳米复合材料功能改性
结项摘要

Cellulose is a kind of abundant natural resources with extensive application prospect, but cellulose surface is difficultly modified due to the high crystallinity. In this project, porous celluloses (PCs) are prepared in the processing of dissolving cellulose in ionic liquids (ILs), freezing the solution to obtain the crystallization of ILs for preparing porous structures, which were controlled by adjusting the nucleation, crystal growth and crystal size of ILs. PCs will exhibit a large specific surface area, polyhydroxy groups and low crystallinity, which can make the functional modification of PCs simple and feasible, and endow novel functions without destroying pore structure. And PC modifications are expected to achieve adsorption and template functions. The immobilization of urease on dialdehyde PC can improve the adsorption and selectivity for urea in body. PCs are used as porous templates to prepare porous carbon materials. In the reduction process of graphene oxide (carbon nanotube oxide or carbon black oxide), the ether bond is formed between PCs and carbon materials. When the composites are carbonized as the electrodes with removing cellulose components, the diffusion paths with different textures are formed in porous carbon materials to detect biomolecules as the biosensors. To improve the conductivity of porous carbon materials, three oxidized carbon materials can be grafted on PCs together. The project will provide a scientific basis for the preparation of controllable porous materials from natural polysaccharides, the modifications and the application on the medical field of uremia drugs and biosensors.

天然纤维素资源丰富、应用前景广泛,但高结晶度和致密表面造成其改性困难,限制了其实际应用。本项目采用离子液溶解纤维素、冷却结晶离子液及结晶替代法制备孔径可调控,具有大比表面、多羟基和低结晶度等特点的多孔纤维素,有利于其表面功能改性。采用两种方法对其功能改性并进行应用研究:一是双醛化-固定化酶改性,研究孔径对双醛取代度和脲酶负载量的影响,实现多孔纤维素对体液中尿素的高选择性吸附;二是接枝碳材料改性,以多孔纤维素为模板,通过氧化-还原反应分别将石墨烯、碳纳米管或纳米碳黑等接枝到相应孔径的多孔纤维素表面,形成三维多孔结构。为提高导电性能,可将上述三种碳材料复合接枝到多孔纤维素上,还可在氮气或氩气保护下将多孔纤维素接枝碳材料制成炭化型多孔碳材料。将上述多孔纤维素接枝碳材料分别制成电极,用于生物分子检测研究。本项目用多孔纤维素孔径调控和功能改性为其在尿毒症药物和生物传感器等医疗领域的应用提供科学依据。

项目摘要

纤维素是地球上来源最广、含量最丰富的天然可再生资源,生物相容性良好、可降解、安全环保且价格低廉。在如今不可再生资源日益短缺的现状和可持续发展的迫切要求下,纤维素的功能化和应用成为各界的研究热点。但其高结晶度和致密表面造成其改性困难,限制了其实际应用。本项目采用离子液溶解纤维素、冷却结晶离子液及结晶替代法制备孔径可调控、具有大比表面、多羟基和低结晶度等特点的多孔纤维素,有利于其表面功能改性。采用两种方法对其功能改性并进行应用研究:一是双醛化-固定化酶改性,研究孔径对双醛取代度和脲酶负载量的影响,实现多孔纤维素对体液中尿素的高选择性吸附;二是接枝碳材料改性,以多孔纤维素为模板,通过氧化-还原反应分别将石墨烯、碳纳米管或纳米碳黑等接枝到相应孔径的多孔纤维素表面,形成三维多孔结构。为提高导电性能,可将上述三种碳材料复合接枝到多孔纤维素上,还可在氮气或氩气保护下将多孔纤维素接枝碳材料制成炭化型多孔碳材料。将上述多孔纤维素接枝碳材料分别制成电极,用于生物分子检测研究。发表SCI论文6篇,培养硕士研究生6人。本项目用多孔纤维素孔径调控和功能改性为其在尿毒症药物和生物传感器等医疗领域的应用提供科学依据。制备的气凝胶改性新材料在去除有机染料和抗生素废水等方面也表现优异。这些改性方法为纤维素的进一步研究和开发拓宽了研究思路和方向,这些研究成果的发现也为此提供了强有力的支持。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

DOI:10.7498/aps.67.20171903
发表时间:2018
2

桂林岩溶石山青冈群落植物功能性状的种间和种内变异研究

桂林岩溶石山青冈群落植物功能性状的种间和种内变异研究

DOI:10.5846/stxb202009292521
发表时间:2021
3

二维MXene材料———Ti_3C_2T_x在钠离子电池中的研究进展

二维MXene材料———Ti_3C_2T_x在钠离子电池中的研究进展

DOI:10.19964/j.issn.1006-4990.2020-0450
发表时间:2021
4

卡斯特“网络社会理论”对于人文地理学的知识贡献-基于中外引文内容的分析与对比

卡斯特“网络社会理论”对于人文地理学的知识贡献-基于中外引文内容的分析与对比

DOI:10.13249/j.cnki.sgs.2020.08.003
发表时间:2020
5

山核桃赤霉素氧化酶基因CcGA3ox 的克隆和功能分析

山核桃赤霉素氧化酶基因CcGA3ox 的克隆和功能分析

DOI:10.13925/j.cnki.gsxb.20200115
发表时间:2020

郑鹏武的其他基金

批准号:51162011
批准年份:2011
资助金额:50.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:51462009
批准年份:2014
资助金额:47.00
项目类别:地区科学基金项目

相似国自然基金

1

量子点嵌入氧化石墨烯薄膜的构建及功能化改性研究

批准号:51662004
批准年份:2016
负责人:李新宇
学科分类:E0203
资助金额:39.00
项目类别:地区科学基金项目
2

表面纳米多孔热功能结构成形机理及孔径尺度效应研究

批准号:51405165
批准年份:2014
负责人:唐彪
学科分类:E0509
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
3

孔径可调控的稀土-有机多孔材料的离子热合成及荧光性质研究

批准号:21106001
批准年份:2011
负责人:王轶博
学科分类:B0803
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
4

纤维素纤维点击功能化之高效通用平台的构建与评价

批准号:31370579
批准年份:2013
负责人:钱学仁
学科分类:C1604
资助金额:80.00
项目类别:面上项目