木质纤维素纳米复合材料制备及催化应用研究

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1、博士学位论文木质纤维素纳米复合材料制备及催化应用化应用研究作者姓名周子丹学科专业生物质科学与工程指导教师孙润仓教授所在学院轻工科学与工程学院论文提交日期2017年10月InvestigationonpreparationandcatalyticapplicationoflignocellulosenanocompositematerialsADissertationSubmittedfortheDegreeofDoctorofPhilosophyCandidate：ZhouZi-danSupervisor：Prof.SunRun-CangSouthChinaU

2、niversityofTechnologyGuangzhou,China分类号：ＴＳ７１＋１学校代号：１０５６１学号：２０１４１０１０４７０２华南理工大学博士学位论文木质纤维素纳米复合材料制备及催化应用研究作者姓名：周子丹指导教师姓名、职称：孙润仓教授申请学位级别：博士学科专业名称：生物质科学与工程研究方向：生物质基材料论文提交日期：２０１７年１０月１８日论文答辩日期：２０１７年１２月１０日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：東委员：竑叫华南理工大学学位论文原创性声明

3、本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研宄所取得的研宄成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写的成果作品。对本文的研宄做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名日期：学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，艮ｐ：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属华南理工大学。学校有权保存并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许学位论文被查阅（除在保密期内

4、的保密论文外）；学校可以公布学位论文的全论部文或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。本学位论文属于：□０保密，在年解密后适用本授权书。不保密，同意在校园网上发布，供校内师生和与学校有共享协议全的文单位浏览；同意将本人学位论文提交中国学术期刊（光盘版）电子杂志社出版和编入ＣＮＫＩ《中国知识资源总库》，传播学位论文的全部或部分内容。“”（请在以上相应方框内打Ｖ）作者签名：曰期指导教师签名：日期以门，？？＇作者联系电话：电子邮箱’：联系地

5、址（含邮编）：摘要随着不可再生的石化资源的过度消耗，能源和环境问题变得日益严峻。我国作为一个农业大国，每年的农林废弃物可达7亿吨以上。将这些产量巨大、可再生的木质纤维素资源高效转化为能源、化学品及高附加值的新材料对实现人类可持续性发展具有重要意义。因此，以木质纤维素资源部分替代化石资源在能源、化工和材料等领域的应用受到了世界各国的广泛关注。本论文围绕木质纤维素资源的高值化利用，对木质纤维素基纳米复合催化材料开展了一系列的研究：（1）通过静电纺丝方法制备纤维素醋酸酯（CA）纳米纤维膜，结合双扩散技术，使纳米纤维膜上原位生长立方体和八面体两种形貌的AgCl晶体，

6、即{100}和{111}0晶面的AgCl，在日光条件下，部分AgCl转化为纳米Ag，形成核壳结构AgCl-Ag，最终得到CA膜为基底的AgCl-Ag晶体催化剂。我们对催化剂的微观形态、结晶结构、元素、价态、成分和吸光度等进行了系统的研究。研究结果表明，以CA静电纺丝膜为基底，AgCl晶体的负载量可达60%（w/w），在可见光条件下，10mg的CA膜光催化剂在160min可将10ml的水体污染物甲基橙（10mg/L）完全降解。此外，该催化剂在使用三次后仍保持良好的光催化性能。（2）通过静电喷雾技术利用广泛可用和可再生的碱性木质素制备了均匀的纳米微球，进一步开发为

7、高性能氧化亚铜异相催化剂（Cu2O@L）。该催化剂在无溶剂和温和条件下对Huisgen“Click”反应具有优异的催化活性，这归因于Cu2O@L复合材料的形成。与其他铜介导的“点击”反应相比，其显示更高的产率（高达99％），采用Cu2O@L催化剂需要较短的反应时间和较温和的条件来合成1,2,3-三唑。（3）提出一种以二次纤维纸为原料制备的新型Ag/C复合材料的方法，即在二次纤维纸衍生的多孔碳膜上单分散Ag，用于污染物4-硝基苯酚4-NP的催化还原反应。Ag/C催化剂表现出优异的可再循环性，复合催化剂在循环十次回收之后其催化活性几乎没有降低。同时该Ag/C复合材

8、料可用作表面增强拉曼散射（SERS）的