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氧化亚铜-纤维素复合材料的制备与应用进展

2021-11-01吴树颖冯郁成

中国造纸 2021年9期
关键词:复合材料

吴树颖 冯郁成 张 霄 杨 飞

(华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室,广东广州,510640)

纤维素是一种由D-脱水吡喃葡萄糖苷单元(AUG)通过β-1,4-苷键连接形成的线性聚合物[1],是地球上最丰富的天然高分子,广泛存在于木材、麻类、藻类、棉花和海洋生物等自然资源中,是一种取之不竭、廉价易得的生物原料[2-3]。制浆造纸工业利用纤维素生产浆纸产品的历史由来已久,现代以来随着化学品、能量回收工艺的成熟,已实现在较低污染负荷下的工业循环。然而传统制浆造纸行业仍然面临能耗高、产品形态种类单一、对纤维素资源的利用较为初级,经济和环境综合效益不高等问题[4]。因此,纤维素的高值化利用已成为行业一大研究热点[5]。其中,在纤维素表面负载金属基粒子(Ag、TiO2、Cu、Cu2O等)制得纤维素基复合材料[6-8],可赋予材料抑菌、光催化性能、防紫外等性能,拓宽天然纤维素的应用场景,具有重要的研究意义与价值。

氧化亚铜(Cu2O)是一种p型半导体,其禁带宽度为2.2 eV[9],直接带隙较窄,具备良好的可见光吸收能力、光催化性能和较高的电子迁移速率。Cu2O还是一种无机抑菌剂[10],具有低毒、价格相对低廉、吸附系数高等优点,被广泛应用于传感器[11]、离子电池[12]、光催化[13]、太阳能转化[14]、抗菌材料[15]、船体防污涂料[16]等领域。已有研究者制备出了各种纳米结构Cu2O,并用作光催化剂,其对有毒染料等有机污染物表现出优异的降解性能。同时,亦有研究工作使用Cu2O光解水制取氢气[17]、还原CO2[18],在新能源和环境保护领域展示出重大的应用价值。……

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