具有高湿敏性和机械强度的还原氧化石墨烯/醋酸纤维素湿敏膜的可控制备及性能研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21908124
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    26.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0811.生物质转化与轻工制造
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Reduced graphene oxide (rGO) has broad application prospects in the field of precision humidity detection due to its unique properties, and has received extensive attention. However, due to the low content of oxygen-containing groups and the curling and deposition of the rGO sheet structure, the mechanical properties and humidity sensitivity of the rGO humidity sensitive film are poor, which limits its application prospects. This study focuses on the preparation of high strength and humidity sensitive rGO based humidity sensitive films. Design and synthesis of low-substituted cellulose acetate (WSCA) with high degree of polymerization and good solubility by utilizing the designability and weak reactivity of the anhydride structure. Using the amphiphilic and abundant hydroxyl groups of WSCA molecular structure to solve the problem of poor strength and humidity sensitivity of rGO sheets. High-strength rGO/WSCA humidity sensitive film with ordered 'brick-mud' structure was formed by regulating the hydrogen bonds between WSCA and rGO. In addition, the relationship between the WSCA molecular structure and the microstructure of the humidity sensitive film on the humidity sensitivity and mechanical properties were elucidated, and the key factors for obtaining humidity sensitive film with excellent microstructure, humidity sensitivity and mechanical properties were obtained. Controllable preparation of reduced graphene oxide/cellulose acetate humidity-sensitive films with high mechanical strength and humidity sensitivity, and provides a theoretical basis for the development of rGO based humidity sensitive films and the utilization of biomass resource.
还原氧化石墨烯(rGO)因其独特的结构,使以其为原料制得的湿敏膜在精密湿度检测领域具有广泛的应用前景,成为当今的研究热点。然而,rGO含氧基团较少且片层结构易卷曲沉积,使得rGO湿敏膜机械性能和湿敏性能均不是很理想,限制了其应用前景。本课题围绕制备高强度和湿敏性rGO湿敏膜为主要目标,利用酸酐结构可设计性和弱反应活性设计合成聚合度高水溶性好的低取代醋酸纤维素(WSCA),利用WSCA分子结构的双亲性及丰富的羟基,解决rGO湿敏性差且片层结构易卷曲沉积的问题。通过对WSCA与rGO之间氢键等分子间作用力的调控,自组装形成有序“砖-泥”结构高强度rGO/WSCA湿敏膜。阐明WSCA分子结构和湿敏膜微观结构对湿敏性能和力学性能影响规律,得到获得微观结构有序、湿敏和力学性能优良湿敏膜的关键因素,实现兼顾强度和湿敏性rGO/WSCA湿敏膜的可控制备,为rGO湿敏膜发展及生物质高值化利用提供理论基础。

结项摘要

湿度传感器与我们息息相关,湿敏材料是决定其性能的关键因素。近年来,还原氧化石墨烯(rGO)湿敏材料受到广泛关注,但纯rGO湿敏膜存在机械强度差不能独立支撑,且湿敏性差的问题。本项目围绕制备兼顾强度和湿敏性rGO湿敏膜为主要目标,提出将rGO与亲水生物质大分子纤维素结合。利用离子液体和酰氯的反应设计酸酐结构,来调节纤维素葡萄糖单元中不同C-羟基的取代顺序和比例,最大程度保留纤维素结构中的羟基,合成适宜与rGO复合的低取代、高聚合度的水溶性醋酸纤维素(WSCA)。利用WSCA的高机械强度和丰富的亲水羟基来提高rGO膜的强度和湿敏性能。在此基础上,设计合成不同结构的WSCA,优选出有效提高复合膜湿敏性能的WSCA,明确WSCA化学结构和复合膜湿敏性能之间的本质规律及作用机制,揭示复合膜湿度敏感机理,并以湿敏机理为理论指导,实现高性能湿敏复合膜的可控构建,并提供一种生物质资源高值化利用的新途径。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(2)
Stretchable and conductive cellulose hydrogel electrolytes for flexible and foldable solid-state supercapacitors
用于柔性和可折叠固态超级电容器的可拉伸和导电纤维素水凝胶电解质
  • DOI:
    10.1016/j.carbpol.2022.119673
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Elsevier
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Kefeng Zhang;Yanjun Pang;Changzhou Chen;Miao Wu;Yuxiang Liu;Shitao Yu;Lu Li;Zhe Ji;Jinhui Pang
  • 通讯作者:
    Jinhui Pang
Rapid synthesis of hierarchical silicoaluminophosphate molecular sieves using carbon-silicon composites from rice husk ash for deoxygenation of stearic acids
稻壳灰碳硅复合材料快速合成多级硅铝磷酸盐分子筛用于硬脂酸脱氧
  • DOI:
    10.1016/j.fuel.2022.126956
  • 发表时间:
    2023-03
  • 期刊:
    fuel
  • 影响因子:
    7.4
  • 作者:
    YingyingFu;DelinGuo;WenlongJiang;ShuoTao;XiaoshengWang;ShitaoYu;ZhanqianSong;Yuxiang Liu
  • 通讯作者:
    Yuxiang Liu

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

Visible-light-driven oxidation of vanillyl alcohol in air with Au-Pd bimetallic nanoparticles on phosphorylated hydrotalcite
磷酸化水滑石上的金钯双金属纳米粒子对空气中香草醇的可见光驱动氧化
  • DOI:
    10.1039/c8nj05477k
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    New Journal of Chemistry
  • 影响因子:
    3.3
  • 作者:
    吴苗;逄锦慧;宋平平;彭建军;许凤;李强;张学铭
  • 通讯作者:
    张学铭

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
关闭
close
客服二维码