功能性无机-纤维素纳米复合材料的电纺组装与设计研究

结题摘要. 利用生物大分子自组装纳米结构基元诱导无机质矿化、定向构筑具有特定多级结构的无机/有机功能体系是生物矿化的重要启示。近年来，随着仿生材料研究的发展，功能多级结构物质的定向构筑已经成为了研究热点。在本项目中，选择纤维素（如细菌纤维素）自组装体作为框架模板，研究其在诱导无机质矿化过程中的化学问题，以及对多级结构的调控作用。成功构筑了多种具有多级结构的纤维素/半导体纳米复合材料，并对其中关键科学问题包括（1） 纤维素结构导向作用，（2）多级结构与功能之间的关系等进行深入探讨。提出限域性矿化策略及多级结构导致功能优化。将已建立的框架模板策略拓展到分子筛体系，首次获得以分子筛纳米管为次级结构基元的多级结构分子筛块体材料。具有多级结构的复杂无机纳米材料体系通常具有更大的比表面积及吸附能力，多级结构化也宜于物质传输。复合纳米材料在光催化抑菌、光催化降解有机污染物、光催化裂解水产氢、有毒有害气体检测以及新能源等领域具有良好的应用潜质。