文 献 综 述
摘要
气凝胶连续的纳米多孔网络结构使得其具备很多独特的性能。气凝胶种类繁多以及制备方法的多样性、广泛的应用前景等使得其成为当今材料科学领域的研究热点之一，是一种以空气为介质的轻质多孔性凝聚态物质,由胶体粒子或高聚物分子相互聚集构成独特的纳米多孔三维网络结构。气凝胶的颗粒相和孔隙尺寸均为纳米量级,具有相当高的比表面积和孔隙率、可调控的开放孔隙结构、易于化学修饰的表面以及多样化的种类和形态,其气体吸附量可比同等条件下活性炭吸附量高两个数量级,因此在吸附领域逐渐受到人们的广泛关注。
关键词：氨基硅烷；纤维素；气凝胶；CO2吸附
Abstract
The continuous nanoporous network structure of aerogel enables it to have many unique properties. Aerogel has become one of the research hotspots in the field of material science due to its wide variety of types, preparation methods and application prospects. Aerogel is a light porous condensed matter with air as the medium, which is composed of colloidal particles or polymer molecules that aggregate together to form a unique three-dimensional network structure of nano porous. Of the aerogel particles and pore size of nanometer level, has the very high specific surface area and porosity, the regulation of open pore structure, and easy to chemical modification of surface as well as the types and forms of diversification, the gas adsorption capacity than the same high activated carbon adsorption quantity under the condition of two orders of magnitude, so in the field of adsorption purification gradually attracting widespread attention.
Keywords：amino-silane；Cellulose；Aerogel；CO2 adsorption
绪论
随着当今社会对环境污染问题的日益关注和重视，纤维素作为自然界储备最为丰富的一种天然高分子，由于具有可再生降解、无毒、无污染、易于改性以及生物相容性等特点,其应用越来越受到重视[1]。纤维素分子链是由葡萄糖分子通过beta;-1,4糖苷键彼此键接而成，分子链上含有大量的羟基,可以通过不同的物理或化学改性赋予纤维素某些特殊性 能[2,3]。其中纤维素气凝胶由于具有多孔结构及良好的模板特性使得其在吸附材料或储热、储能材料等方面具有诸多应用价值[3-4]。气凝胶是指在保持凝胶材料内部网络结构的同时，将凝胶内部的溶剂除去而用气体作为分散介质的多孔凝胶材料， 其比表面积可达100~1600ｍ２/g，孔 隙 率 高 达 80％~98.8％，且密度在3~600mg/cm3 之间，是目前世界上最轻的固体材料[5]。气凝胶特殊的网络结构特性使其拥有很多良好的性能，可以用作高效吸附材料、电池电极、超级隔热材料、催化剂、催化剂载体以及药物缓释载体，成为材料研究与应用的一个前沿热点[6]。纳米纤维素气凝胶材料是以纳米纤维素为原料，经过溶剂再生、水相分散、溶剂置换、干燥等步骤制备的一种新型生物质材料。这种新型材料不仅具有生物相容性、生物可降解性、制备原材料来源广泛、丰富的特点，而且还具备传统气凝胶的高孔隙率、高比表面积、低密度的特点，是一优秀的介孔材料[7-9]，同时纳米纤维素气凝胶还表现出了优异的力学强度，研究者们已经制备出压缩强度优于易碎的SiO2气凝胶的纳米纤维素气凝胶[7.9-10]。由于纳米纤维素气凝胶是由纳米纤维素制备而成，其表面拥有与纤维素一样的大量活性基团，这使纳米纤维素气凝胶易于表面修饰，从而可以进一步增强其性能，实现纳米纤维素气凝胶的功能化应用。在已有的研究中，以纳米纤维素气凝胶作为基体的固体吸附剂材料表现出了优异的吸附性能和稳定性[11-12]。
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