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本研究以木材中提取的纤维素为原料,通过优化酸水解条件,制备出形貌可控的纤维素纳米晶体(CNC)。随后,采用静电纺丝技术将CNC引入到生物官能性良好的壳聚糖/聚乙烯醇(CS/PVA)基体中,制备CNC增强的复合纳米材料,研究CNC与复合纳米材料的相互作用机制,探究最佳的纺丝工艺参数。在此基础上,对所制备的复合纳米材料表面进行化学修饰,研究修饰后电纺材料对金属离子的吸附动力学行为,从而拓宽静电纺复合纳米纤维的应用领域,主要研究结果如下:(1)利用64wt%浓硫酸,通过两种工艺条件(直接恒温水解、冰浴预反应后恒温水解)对湿态微晶纤维素(MCC)进行水解。结果表明有预反应后恒温水解所制备的CNC直径正态分布较宽,长径比较大,其平均直径为7 ± 4 nm,平均长度为106 ± 22 nm。XRD分析表明冰浴预反应后恒温水解所制备的CNC具有较好的结晶度,而干燥方式对CNC的结晶度没有影响。(2)对静电纺CNC/CS/PVA复合纳米纤维最佳纺丝条件进行研究。研究结果表明,当CS质量分数为3 wt%,PVA质量分数为12 wt%,纺丝溶液体积为60:40时,所制备的复合纳米纤维表面光滑,直径分布均匀。向其中添加一定质量分数的CNC,发现随CNC含量增多,其直径逐渐变大,且表面变粗糙。当CNC含量为3 wt%时,所制备的复合纳米纤维有最好的力学性能,热稳定性则随CNC添加量的增加得到明显改善。复合纳米纤维的在水溶液中的稳定性与CNC含量无关,却随酸性减弱碱性增强而逐渐得到改善。(3)利用具有吸附特性的疏基乙酸对上述静电纺CNC/CS/PVA复合纳米纤维进行化学修饰。FTIR结果显示静电纺CNC/CS/PVA复合纳米材料被成功官能化;并且化学修饰后的复合纳米纤维具有一定的pH响应性,在弱酸溶液中电纺材料具有交联多孔的薄膜结构,而在较高的碱溶液中,电纺材料中单根纤维能够保持未改性时的微观结构。(4)将静电纺CNC/CS/PVA-SH复合纳米纤维膜应用于Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)离子的吸附-脱附实验中。实验结果表明:当CNC含量为5 wt%,在pH为6时,所制备的复合纳米材料可获得最大金属离子吸附容量;Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)离子在静电纺复合膜上的吸附行为符合准二级动力学方程。基于Langmuir方程,Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)离子的最大吸附容量估计为162.76,215.19 mg/g。四次吸附-解吸循环后,静电纺材料对Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)离子的吸附效率分别为90.58%和90.21%。综上所述,从木材中提取制备的CNC因其独特的理化性质,可明显改善静电纺复合材料的微观结构,热学性能,力学性能,金属离子吸附性等。本研究进一步拓宽了CNC的应用领域。这对于开发静电纺纳米复合纤维各项性能具有重要的实践和指导意义。