冻融法构建超疏水纤维素/壳聚糖气凝胶及其吸油性能
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安徽农业大学轻纺工程与艺术学院

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国家自然科学基金青年基金(51803004);安徽农业大学研究生创新基金项目(2021yjs-49, 202110364774)


Construction of Cellulose/Chitosan Super-hydrophobic Aerogel by Freeze-thaw Method and Its Oil Absorption Performance
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    摘要:

    以微晶纤维素、壳聚糖为双网络单元,以氢氧化钠/尿素/水为溶剂体系,甲基三甲氧基硅烷(MTMS)为改性剂,采用“冻融—浸渍”两步法制得超疏水纤维素/壳聚糖复合气凝胶。研究结果表明,该复合气凝胶呈现三维互穿多孔结构,其接触角随着MTMS的加入,先逐渐增大后急剧减小,当MTMS的浓度为1.96 g/μL时,疏水效果最好,接触角可达到151°。此外,该气凝胶具有良好的油/水选择性吸收能力,吸油量最高达到9.3 g/g,且经过5次再生循环后,对于异丙醇的吸附量仍能保持初始值的92.8 %,是一种良性可再生的生物质基吸油材料。

    Abstract:

    Herein, a kind of super-hydrophobic cellulose/chitosan hybrid aerogel was prepared via a “freeze-thaw-impregnation” two-step method, in which cellulose and chitosan worked as double network units with sodium hydroxide/urea/water as solvent system and methyl trimethoxysilane (MTMS) acted as modifier. A series of characterizations show that the hybrid aerogel presents a three-dimensional interpenetrating porous structure, and the contact Angle gradually raises first and then decreases sharply with the incorporation of MTMS. When the concentration of MTMS is 1.96 g/μL, the hydrophobic effect reaches the optimal with the contact Angle of 151°. In addition, the aerogel displays good oil/water selective absorption performance with the maxmium oil absorption capacity of 9.3 g/g. After the 5th regeneration, the adsorption capacity for isopropyl alcohol can still maintain 92.8 % of its initial value, indicating a benign and renewable biomass-based oil absorption material.

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  • 收稿日期:2021-09-11
  • 最后修改日期:2021-12-01
  • 录用日期:2022-03-26
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