地区：上海市 宝山区
关键词：河南省科学院能源研究所有限公司
成果类型：其它
成果领域：生物与新医药
成果编号：A2021061000002386
成果描述：
| 该项目属于复合材料领域。主要目标为完成超细纤维素纳米纤维和纤维素纳米晶的高效制备，实现纳米纤维素基功能复合材料的可控制备及应用。该项目就纤维素纳米纤维以及纤维素纳米晶体的高效制备技术以及在生物医学分子成像，SERS基底材料以及新型电化学传感器等方面的应用进行了深入研究，对于减少石化能源的消耗，发展新型高性能、功能化复合材料以及提高生物质基材料特别是纤维素材料的产品附加值具有积极的意义。该项目针对纤维素纳米材料在制备方面的不足和在应用领域方面的欠缺，首次创建了以漂白针叶木浆为原料的“预分散-超微研磨-高压均质-酸水解-高压均质”一体化工艺，实现了纤维素纳米纤维和纤维素纳米晶体的高效制备；首次制备了纳米纤维素晶体/四氧化三铁/纳米二氧化硅的复合核壳纳米棒材料，实现了核壳材料首次应用于生物医学分子成像领域的创新。首次进行了纳米纤维素同聚丙烯腈、银纳米颗粒、硅纳米颗粒混合静电纺的制备研究，利用原料中加入的Si纳米颗粒，静电纺丝后对所形成的膜采用原位化学刻蚀，形成更多的银纳米颗粒，将其材料应用在表面增强拉曼光谱基底材料的应用体系。首次研究了金属纳米粒子/纳米纤维素复合物的自组装-原位还原法制备工艺体系，实现了金属纳米粒子的尺寸可控以及对葡萄糖高灵敏性电化学检测。该项目研究成果：(1)采用“预分散-超微研磨-高压均质”工艺制备纤维素纳米纤维的平均直径为20nm，长度为4μm左右，整体收率在90%以上；(2)采用“预分散-超微研磨-高压均质-酸水解-高压均质”工艺制备纤维素纳米晶的平均直径为10nm，长度为50-200nm；(3)以纳米纤维素晶体CNC为模板，以其分散合成的Fe3O4/CNC为核，以氨基化的二氧化硅为壳层合成核壳结构的纳米棒，其壳层厚度约9-18nm，起始分解温度提高135℃，N含量达2.48%。(4)以纳米纤维素晶体，聚丙烯腈和银纳米颗粒静电纺丝形成纳米纤维，其直径约为237±11nm，该纳米纤维作为SERS增强基底对p-ATP的增强因子为3.9×103。(5)采用自组装-原位还原法制备金属纳米粒子/纳米纤维素复合物，金属纳米粒子的负载量可控(1wt%-7wt%)，金属纳米粒子粒径可控(3.5nm-8.4nm)；(6)纳米纤维素负载金纳米粒子复合物具有最优异的葡萄糖电化学检测性能，检测限为2.4μM(S/N=3)，灵敏度为62.8μA mM-1cm-2，检测线性区间为0.004mM-6.5mM。项目经过三年的研究，取得了一系列的成果，河南省科技厅成果鉴定意见为：项目在新型高性能纳米材料的制备工艺和和纳米纤维素基新型功能材料的制备及在电化学生物传感器应用方面具有创新性，整体达到国际先进水平。发表相关SCI收录论文8篇，其中JCR分区1区2篇，2区2篇。 |
