纳米金在纤维素凝胶中的原位合成及性能表征文献综述

 2022-04-18 10:04

纳米金在纤维素凝胶中的原位合成及性能表征的研究 ——文献综述

摘要：纤维素是地球上最丰富的生物高分子，它具有可降解、可循环再生和环境友好的特点，这些特点使其受到了学者的密切的关注。而由纤维素制得的具有纳米尺寸的纳米纤维素不仅具有纤维素的特点，而且具有高比表面积，高纵横比，高结品度，优异的机械强度和可控的表面化学等性质。纳米纤维素表面丰富的羟基基团，使其可以作为金属原子的配体，在纳米复合材料中可以作为纳米金属粒子的结合位点。

关键词：纳米金；纳米纤维素；纤维素凝胶；纳米金凝胶；

前言

纳米金作为纳米材料载体，不仅制备方法简便，结构稳定，外形规则，而且便于使用紫外可见分光光度、核磁共振和红外光谱分析等几种表征分析手段。同时纳米金具有低细胞毒性、良好的吸收率和分散率等优势，作为模式材料被广泛用于纳米材料方面的研究，备受研究者的青睐。纳米金颗粒采用了SAMS技 术可以使其具有很多不同的特性，是改性方法中应用较多的一种。我们可以根据自己的需求来改变SAMS的组装成分，从而使纳米金表面具有我们想要的化学性质。纤维素是木质纤维资源的主要组成部分，是地球上最丰富的天然高分子化合物。纤维素因具有生物相容性、生物降解性、可再生性、环境友好性和无毒性等优点，在生物医学材料领域受到越来越多的关注。近20年，由木质纤维原料制备纳米纤维素受到了研究人员的广泛关注。利用不同类型的纳米纤维素与纳米金材料进行结合，保留两种材料各自的特性，制备出性能更加优异的纳米纤维素/纳米金凝胶，前景广阔。

国内外研究概况

纳米纤维素(NC)是通过可控的化学、物理或生物的方法由纤维素制得的一种直径为1~100 nm、长度为几百纳米到几微米的棒状纤维素材料。作为纤维素的一种重要衍生物，因其优异的机械强度、尺寸可控性及天然可再生性等受到越来越广泛的关注，而又由于其高比表面积、较好的稳定性及化学可修饰性可以被用来作为纳米金属粒子的负载材料。但是由于纤维素纤维自身强度较低，相互间作用力较弱（尤其是再生纤维素），所制备的纤维材料的力学强度较低，导致其应用范围受到极大的限制。寻找有效提高纤维材料强度的方法，已成为当前的研究热点。

国内学者王高升等人用ＰＡ／ＰＡＡ对纤维素进行自组装，研究发现层层自组装技术可以增加聚合电解质在纤维表面的吸附量；唐艳军等人用ＣＳ／ＡＰＡＭ对纤维素进行自组装，大幅提高了纤维素的拉伸强度。余光华借用可控层层自组装的方法，用自制改性壳聚糖与聚乙烯醇在再生纤维素膜上组建多层高分子超薄膜并通过控制自组装的ｐＨ条件及组装膜层厚度，有效地提高了纤维素纤维间的相互作用力，提高了再生纤维膜力学性能。

国外学者Kitaoka等以含羧基NC为载体，同样以NaBH4为还原剂，制备得到负载在NC.上的纳米金粒子催化剂，发现其催化活性比传统的高分子负载纳米Au催化剂活性高上百倍。Wu等以NC为还原剂和稳定剂在水热条件下制备得到NC负载的纳米Au粒子，发现负载的纳米金要比未负载的纳米金催化活性高。

３水凝胶和纳米金简介

水凝胶是大量水溶胀的三维聚合物网络结构，且具备很多截留水。水凝胶分为天然材料类和合成材料类两种。天然材料具有很高的生物相容性、亲水性和安全性，在生物材料领域具有很大潜能。合成类水凝胶和天然类水凝胶不同之处在于其理化性能较好，可重复性高，能改变基质的组成与成分，但其具有很低的可溶性和活性。合成类水凝胶如聚乙二醇(PEG)基水凝胶|具有优于天然水凝胶的优点，例如光聚合能力，可调节的机械性能，以及易于控制支架结构和化学组成的能力。

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