木质纳米功能复合材料是木材科学研究的热点之一。本书是对国家林业公益性行业科研专项重大项目“纳米纤维素绿色制备和高值化应用技术研究（201504603）”的研究成果及应用的总结；全面系统地梳理了项目组在木质纳米材料的绿色制备、精确表征和高值应用方面的研究成果；在总结近年来国内外研究与应用成果的基础上，概述了木质纳米材料及木质纳米功能复合材料的基本概念和研究进展，详细介绍了纳米纤维素晶体和纳米纤维素纤丝的绿色制备方法与影响因素，全面阐述了木质纳米材料的结构表征与评价方法，重点分析了基于木质纳米材料的吸附、超疏水、阻燃、储能等功能特性的纳米复合材料的研究方法与功能特性。
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目录
第一章 概述 1
第一节 纳米材料 1
一、纳米材料的定义 1
二、纳米材料的特性 3
第二节 木质纳米材料 4
一、木质纳米材料的概念 4
二、木质纳米材料的分类 5
第三节 木质纳米纤维素功能复合材料 11
一、木质纳米纤维素功能复合材料的复合方式 11
二、木质纳米纤维素功能复合材料的研究进展 19
参考文献 25
第二章 纳米纤维素纤丝的定向制备技术 34
第一节 机械法制备纳米纤维素纤丝 35
一、原料预处理技术 35
二、高压均质法制备 36
三、超声法制备 36
四、机械法制备 37
第二节 纳米纤维素纤丝定向制备技术 37
一、预处理工艺优化 38
二、纤维素酶柔化木纤维机理 42
三、酶预处理结合机械法定向制备技术 47
四、得率、能耗、稳定性 55
参考文献 57
第三章 固体酸催化水解制备纳米纤维素 61
第一节 离子交换树脂催化水解制备纳米纤维素 61
一、纳米纤维素晶体的制备 61
二、催化剂比例与温度的交互影响 62
三、催化剂比例与反应时间的交互影响 63
四、温度与反应时间的交互影响 63
五、纳米纤维素制备工艺的优化 64
第二节 机械力化学作用下纳米纤维素的高得率制备 64
一、纳米纤维素的制备 66
二、磷钨酸浓度对纳米纤维素得率的影响 66
三、球磨时间对纳米纤维素得率的影响 67
四、反应时间对纳米纤维素得率的影响 67
五、超声作用对纳米纤维素得率的影响 67
六、纳米纤维素制备工艺的优化 68
第三节 氯化铁催化制备纳米纤维素 79
一、纳米纤维素的制备 80
二、反应温度对纳米纤维素得率的影响 80
三、反应时间对纳米纤维素得率的影响 80
四、氯化铁用量对纳米纤维素得率的影响 81
五、超声时间对纳米纤维素得率的影响 82
六、纳米纤维素制备工艺的优化 82
第四节 磷酸锆催化制备纳米纤维素 87
一、巨菌草纳米纤维素的制备 88
二、磷酸锆的催化作用 89
三、纳米纤维素制备工艺的优化 90
参考文献 95
第四章 纳米纤维素的精确表征技术 99
第一节 纳米纤维素三维形貌精确表征 99
一、扫描电子显微镜表征方法 99
二、透射电子显微镜表征方法 101
三、原子力显微镜表征方法 105
第二节 纳米纤维素晶体结构精确表征 107
一、X射线衍射表征及分析方法 107
二、13C交叉极化和魔角旋转固态核磁共振光谱表征及分析方法 109
第三节 纳米纤维素化学结构精确表征 111
一、红外光谱表征方法 111
二、拉曼光谱表征方法 114
三、固态高分辨核磁共振表征方法 117
第四节 纳米纤维素表面电荷密度精确表征 121
一、电导滴定表征方法 121
二、Zeta电位测定表征方法 124
第五节 纳米纤维素精确表征综合应用 127
一、纳米氧化银复合纳米纤维素的气凝胶材料制备与表征 127
二、埃米级厚度纤维素纳米带的制备与氮掺杂研究 135
参考文献 148
第五章 纳米纤维素的流变性能表征 152
第一节 流变学基本理论 152
一、基本概念 152
二、流变仪简介 154
第二节 纳米纤维素悬浮液的流变行为 159
一、纳米纤维素晶体悬浮液的流变行为 159
二、纳米纤维素纤丝悬浮液的流变行为 167
第三节 纳米纤维素晶体长径比的流变学表征 171
一、悬浮液流变理论 171
二、CNC表面电荷密度对流变法表征CNC长径比的影响 173
三、外加盐对流变法表征CNC长径比的影响 177
四、CNC长径比分布对流变法表征CNC长径比的影响 181
参考文献 184
第六章 纳米纤维素晶体的激光粒径分布表征 186
第一节 激光粒径分析原理 186
一、工作原理 186
二、应用范围 187
第二节 激光粒径分析表征纳米粒子粒径研究现状 188
一、无机纳米粒子粒径及其分布 188
二、纳米纤维素晶体粒径及其分布 189
第三节 纳米纤维素晶体再分散性激光粒径分析 190
一、纳米纤维素晶体粒径分布表征方法比较 190
二、分散方法对纳米纤维素晶体粒径分布的影响 191
三、制备方法对纳米纤维素晶体粒径分布及再分散性的影响 194
参考文献 196
第七章 吸附二氧化碳气体的纳米纤维素气凝胶制备工艺与性能研究 198
第一节 二氧化碳气体捕集技术的研究进展 198
一、捕集二氧化碳气体的目的和意义 198
二、二氧化碳气体捕集技术的特点 199
三、固态有机胺二氧化碳捕集材料的研究进展 200
第二节 吸附二氧化碳气体的纳米纤维素气凝胶制备工艺研究 203
一、纳米纤维素球形气凝胶的制备工艺研究 203
二、纳米纤维素气凝胶氨基化改性工艺研究 212
第三节 吸附二氧化碳气体的纳米纤维素气凝胶性能研究 216
一、傅里叶变换红外光谱分析 216
二、BET分析 218
三、密度和强度分析 220
四、电镜分析 221
五、吸附二氧化碳的性能分析 222
参考文献 225
第八章 纳米纤维素超疏水涂层的制备与性能研究 228
第一节 纳米纤维素纤丝超疏水涂层 228
一、CNF超疏水涂层的制备 228
二、CNF超疏水涂层表面浸润性能 229
三、CNF超疏水涂层表面微观形貌 231
四、CNF超疏水涂层表面物化分析 233
五、CNF超疏水涂层机械强度 235
六、CNF超疏水涂层耐久性能 239
第二节 纳米纤维素晶体L-CNC超疏水涂层 241
一、L-CNC超疏水涂层的制备 241
二、L-CNC超疏水涂层表面浸润性能 242
三、L-CNC超疏水涂层表面微观形貌 244
四、L-CNC超疏水涂层表面物化性能 245
五、L-CNC超疏水涂层机械强度 246
六、L-CNC超疏水涂层耐久性能 249
参考文献 253
第九章 纳米纤维素阻燃气凝胶材料的制备与研究 255
第一节 化学交联型纳米纤维素阻燃气凝胶的制备及研究 256
一、化学交联型纳米纤维素阻燃气凝胶的制备 256
二、化学交联型纳米纤维素阻燃气凝胶的结构与性能评价 257
三、阻燃机理探讨 269
第二节 纳米纤维素/MUF复合阻燃气凝胶的制备及研究 273
一、纳米纤维素/MUF复合阻燃气凝胶的制备 273
二、纳米纤维素/MUF气凝胶的结构与性能评价 274
三、阻燃机理探讨 284
参考文献 287
第十章 纳米纤维素导电储能材料的制备与性能研究 290
第一节 储能材料的层层自组装制备 291
一、纳米纤维素气凝胶的制备 291
二、导电活性物质分散液的制备 291
三、气凝胶电极材料的LbL自组装制备 293
第二节 储能材料的微观结构与性能评价 296
一、纳米纤维素气凝胶电极的微观结构 296
二、纳米纤维素气凝胶电极的化学结构 299
三、纳米纤维素气凝胶电极的物理性能 303
第三节 储能材料的电化学特性与储能机理 304
一、纳米纤维素气凝胶电极在三电极下的电化学性能 304
二、纳米纤维素气凝胶电极在二电极下的电化学性能 308
三、纳米纤维素气凝胶电极的储能机理 315
参考文献 317
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