● 摘要
多孔纤维素气凝胶材料是一类具有低密度、高比表面积和高孔隙率的可降解高分子化合物，它的开发利用节能环保，能代替目前高能耗、难降解的合成高分子多孔材料，缓解白色污染和由石油短缺引发的能源和环境危机。同时，功能化的纤维素复合材料由于其兼有功能性填料的特性和纤维素的优良性能，对于拓宽纤维素材料的应用具有十分重要的意义。 本论文以1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐（AMIMCl）离子液体为纤维素的有效溶剂，结合超临界CO2（ScCO2）萃取干燥方法，制备多孔再生纤维素膜、再生纤维素球和TiO2/纤维素复合膜材料，并对材料的结构、性质和形貌等进行了分析表征。另外，本文还研究了以离子液体为介质，制备可膨胀石墨（EG）/纤维素复合膜材料。取得创新性的主要结果如下：1. 利用AMIMCl溶解，ScCO2萃取干燥，成功地制备了比表面 积315～460 m2•g-1，孔径8~31 nm的多孔纤维素膜。考察 了纤维素浓度及凝固浴极性等因素对多孔纤维素特性的影 响：纤维素浓度增大，多孔纤维素膜结构更密实，比表面 积越小。凝固浴极性越大，多孔纤维素膜具有更大的比表 面积。2. 以石油醚为分散相，油酸钠为分散剂，通过反相悬浮分散 法可以制备出粒径为100-300 μm，比表面积为231 m2•g-1 的多孔再生纤维素球。3. ScCO2萃取干燥后可以制备得到比表面积为300～400 m2•g-1的多孔TiO2/纤维素复合膜材料，纳米TiO2粒子比 较均匀的分散在纤维素基体中。4. 以AMIMCl离子液体为溶剂，借助于超声分散技术，石墨片 层能够复合在纤维素基体中，提高了EG/纤维素复合膜的 力学性能。 本文研究表明，以离子液体为溶剂，ScCO2萃取干燥能够制备高比表面积，纳米孔径的再生纤维素材料和再生纤维素复合材料。利用离子液体自身特殊的性质以及与功能性填料的相互作用，可以获得具有优良性质的再生纤维素材料和复合材料。
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