纳米海藻纤维的制备与后处理
基于海藻纤维的新型纳米滤材制备与性能研究
基于海藻纤维的新型纳米滤材制备与性能研究海藻纤维是一种来自自然界的可再生资源，具有成本低廉、生物降解、可调控性等优点。
近年来，基于海藻纤维的新型纳米滤材受到了广泛的关注。
本文旨在探讨基于海藻纤维的新型纳米滤材的制备方法以及其在水处理、空气净化等领域的应用性能研究。
首先，我们需要了解海藻纤维的制备方法。
海藻纤维可以通过物理方法（如机械分散、超声分散等）或化学方法（如碱处理、酶解等）来获得。
其中，化学方法能够改善海藻纤维的可用性和可加工性，使其更好地应用于纳米滤材的制备中。
例如，碱处理能去除纤维中的杂质和脂肪，提高纤维的纯度和纤维素含量，增强了纤维的结构稳定性。
接下来，我们将重点关注基于海藻纤维的新型纳米滤材的性能研究。
首先，海藻纤维具有较高的比表面积和丰富的官能团，这使得它在吸附和分离领域具有较好的应用潜力。
研究人员通过改变纳米滤材的孔隙结构和纤维表面的化学修饰来调控滤材的吸附性能。
例如，将海藻纤维与氧化石墨烯复合制备的滤材具有更大的比表面积和更多的吸附位点，可以高效去除水中的重金属离子和有机污染物。
其次，基于海藻纤维的新型纳米滤材还具有优秀的机械强度和化学稳定性。
这种特性使得海藻纤维能够在实际应用中承受较高的压力和温度。
研究人员通过纳米复合技术将海藻纤维与聚合物或陶瓷等材料组合，形成具有优异机械性能和高温稳定性的新型滤材。
这种复合材料不仅可以用于水处理领域，还可以应用于高温烟气净化和有机溶剂分离等领域。
此外，海藻纤维本身具有良好的生物降解性，在滤材使用寿命结束后可以自然降解，不会对环境造成长期污染。
这为海藻纤维纳米滤材的可持续发展提供了良好的基础。
研究人员可以通过表面修饰或复合其他可降解材料，进一步提高滤材的生物降解性能，实现更好的环境友好性。
综上所述，基于海藻纤维的新型纳米滤材制备与性能研究是当前的研究热点。
研究人员通过改变纤维的制备方法和结构控制，以及纤维与其他材料的复合，实现了滤材的优良性能。
海藻纤维的制备
海藻纤维的制备
海藻纤维是一种天然的纤维素材料，它是从海藻中提取出来的。
海藻纤维具有很好的生物降解性和可再生性，因此在环保材料领域有着广泛的应用。
海藻纤维的制备过程主要包括采集、清洗、烘干、粉碎、浸泡、脱色、漂白、纤维化等步骤。
首先，需要采集新鲜的海藻，并进行清洗，去除杂质和污垢。
然后将海藻烘干，使其含水量降至一定程度。
接着，将烘干后的海藻粉碎成细粉末，以便后续的处理。
接下来，将海藻粉末浸泡在一定浓度的碱液中，使其纤维素分子链断裂，形成纤维素溶液。
然后，通过脱色和漂白等步骤，去除杂质和色素，使溶液变得透明。
最后，将溶液通过纤维化设备进行纤维化处理，形成海藻纤维。
海藻纤维具有很好的物理性能和化学性能，可以用于制造各种环保材料，如纸张、纺织品、塑料制品等。
此外，海藻纤维还具有一定的医疗保健功能，可以用于制造医用敷料、口腔清洁用品等。
海藻纤维的制备是一个复杂的过程，需要经过多个步骤的处理。
但是，由于海藻纤维具有很好的环保性能和生物降解性，因此在未来的环保材料领域有着广阔的应用前景。
海藻纤维的制备及其在纺织服装中的应用研究进展
海藻纤维的制备及其在纺织服装中的应用研究进展作者：刘秀龙王云仪来源：《现代纺织技术》2022年第01期摘要：海藻纤维制备方法有湿法纺丝、静电纺丝、微流控纺丝和离心纺丝等，其中湿法纺丝制备的海藻纤维力学性能、耐盐耐洗涤剂性能以及染色性能差，阻碍了其在纺织服装领域的大规模应用。
通过纤维改性和功能化改造可改善湿纺海藻纤维性能，拓宽其在纺织服装领域的应用范围。
从海藻纤维制备、纺织用海藻纤维性能改性以及纺织用功能型海藻纤维开发3个方面出发，比较海藻纤维不同制备方法间差异并总结纺织服装用海藻纤维力学、耐盐耐洗涤以及染色性能改性方法及纺织用功能型海藻纤维种类。
最后指出功能型海藻纤维的制备方法和研究成果的产业化应用是未来的发展方向。
关键词：海藻纤维;制备方法;性能改性;功能型海藻纤维中图分类号：TS102.6文献标志码：A文章编号：1009-265X（2022）01-0026-10Abstract： The preparation methods of alginate fiber include wet spinning， electrostatic spinning， microfluidic spinning and centrifugal spinning. Among them， alginate fiber prepared by wet spinning has poor mechanical properties， salt and detergent resistance and dyeing properties，which hinder its large-scale application in the field of textiles and garments. Through fiber modification and functional transformation， the properties of alginate fiber prepared by wet spinning can be improved， and its application scope in the field of textiles and garments can be expanded. From three aspects： alginate fiber preparation， property modification and development of functional alginate fiber for textiles， this paper compared differences among preparation methods of alginate fiber， and summed up modification methods of mechanical properties， salt and washing resistance and dyeing properties of alginate fiber for textiles， types of functional alginate fiber for textiles. Lastly， it was pointed out that the industrial application of the preparation methods and research findings of functional alginate fiber are the direction for future development.Key words： alginate fiber; preparation method; property modification; functional alginate fiber海藻纖维是以海藻植物中分离出的海藻酸钠为原料制备的一种新型绿色生物质纤维[1]，基于海藻酸钠无毒、阻燃且生物相容性好的特点[2-3]，海藻纤维在吸湿透气、抗菌、阻燃、远红外、防电磁辐射以及生物相容和可降解方面具有显著优势。
制造海澡纤维工艺流程
制造海澡纤维工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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海藻纤维的制备方法改进与优化
海藻纤维的制备方法改进与优化海藻纤维是一种优质的纤维素原料，具有天然的可降解性和可再生性，广泛应用于纺织、医药、食品等领域。
然而，当前海藻纤维的制备方法存在一些问题，例如低纤维素含量、工艺复杂、能源消耗大等。
因此，改进和优化海藻纤维的制备方法具有重要意义。
在海藻纤维的制备过程中，一个关键的挑战是提高纤维素含量。
传统的方法主要是通过化学处理来分离纤维素，但这种方法需要大量的化学药品和高温条件，且对环境造成一定的污染。
为了改进这一问题，研究人员可以探索使用生物酶解的方法来制备海藻纤维。
酶解是一种可以高效分解纤维素的生物过程，可以提高纤维素含量，同时减少对环境的影响。
此外，结构性调整剂的使用也可以进一步提高纤维素的含量，使制备海藻纤维的过程更加高效。
另一个需要改进的问题是制备海藻纤维的工艺复杂性。
传统的方法通常需要多个步骤，包括提取、破碎、洗涤等，这些步骤不仅增加了生产成本，还增加了生产时间和能源消耗。
为了优化制备方法，可以使用更简洁的工艺流程。
例如，使用物理方法（如高压水束）可以快速破碎海藻，并与化学方法结合，高效地提取纤维素。
此外，采用连续流程和自动化设备，可以提高生产效率和降低操作人员的劳动强度。
能源消耗大是当前海藻纤维制备方法的另一个挑战。
传统的方法通常需要高温条件和大量的能源供应，这不仅增加了生产成本，还对环境造成了负面影响。
为了提高能源利用效率，研究人员可以探索采用低温条件下的制备方法。
例如，利用微生物发酵可以在相对较低的温度下分解纤维素，同时减少能源的消耗。
此外，采用可再生能源作为能源供应，如太阳能和风能，可以降低能源的消耗和环境的污染。
除此之外，在海藻纤维的制备过程中，还需要考虑原料的选择和采集方式。
不同种类的海藻具有不同的纤维素含量和性质，因此选择合适的海藻品种对于制备高质量的纤维至关重要。
此外，海藻的采集方式也需要注意，要避免对海洋生态环境的破坏，选择可持续发展的采集方法。
综上所述，通过改进和优化海藻纤维的制备方法，可以提高纤维素含量、简化工艺流程、降低能源消耗，并且减少对环境的影响。
纳米海藻纤维的制备与后处理
纳米海藻纤维的制备与后处理1盛冰冰，孔庆山，纪全，夏延致青岛大学纤维新材料及现代纺织国家重点实验室培育基地，山东青岛（266071）E-mail: sbb1228@摘要：海藻酸钠120mps/PEO90万比例为8:2时得到无串珠的光滑纤维，并且纤维直径分布均匀，添加第三组分明胶或者纳米银溶液可纺性进一步变好。
用乙醇/氯化钙（CaCl2）处理电纺纤维，使其疏水性得到极大改善。
关键词：静电纺丝；海藻酸钠；疏水性中图分类号：O63海藻酸钠具有优良的生物相容性、无毒副作用、可控的生物降解性、无抗原体等特征，已被广泛应用于组织工程学及医学领域中[1-5]。
静电纺丝已被证实为制备纳米结构纤维的有效途径，但电纺制备纳米级海藻纤维很困难。
这是由于海藻酸钠溶液在很低的浓度下发生凝胶化（例如2wt%的海藻酸钠水溶液）。
在如此低的浓度下，溶液中缺少产生纤维结构的物质，取而代之的是喷射的液滴或者包埋在串珠中的短纤维。
如果溶液浓度稍微提高，溶液变得粘稠而不能电纺。
解决这个问题的方法之一是向海藻酸钠溶液中加入第二种聚合物，表面活性剂和/或共溶剂。
添加剂的加入与海藻酸钠溶液相互作用，降低了溶液黏度，从而控制海藻酸钠溶液的溶胶-凝胶转变。
本文利用这个原理成功得到了电纺海藻酸钠纤维。
1 实验1.1 实验原料及仪器PEO（平均相对分子质量为900 000，C.R.），长春市大地精细化工厂；海藻酸钠（粘度120mps）；二甲基亚砜（DMSO，C.R.），天津市博迪化工有限公司；曲拉通Triton X-100。
JSM-6390LV扫描电镜，日本JEOL公司；DDS-11A型数字电导率仪，上海雷磁新泾仪器有限公司；Nicolet5700红外波谱仪，美国热电科技仪器有限公司1.2 实验方法1.2.1 纺丝液的制备分别将海藻酸钠与PEO（或PEO/明胶、PEO/纳米银溶液）溶解在去离子水中制备成4wt%的溶液，离心脱泡。
按照不同的体积比将两种溶液混合，搅拌3h，向混合溶液中加入0.5wt%Triton X-100和5wt%的DMSO，搅拌3h，离心脱泡。
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纳米海藻纤维的制备与后处理1盛冰冰，孔庆山，纪全，夏延致青岛大学纤维新材料及现代纺织国家重点实验室培育基地，山东青岛（266071）E-mail: sbb1228@摘要：海藻酸钠120mps/PEO90万比例为8:2时得到无串珠的光滑纤维，并且纤维直径分布均匀，添加第三组分明胶或者纳米银溶液可纺性进一步变好。
用乙醇/氯化钙（CaCl2）处理电纺纤维，使其疏水性得到极大改善。
关键词：静电纺丝；海藻酸钠；疏水性中图分类号：O63海藻酸钠具有优良的生物相容性、无毒副作用、可控的生物降解性、无抗原体等特征，已被广泛应用于组织工程学及医学领域中[1-5]。
静电纺丝已被证实为制备纳米结构纤维的有效途径，但电纺制备纳米级海藻纤维很困难。
这是由于海藻酸钠溶液在很低的浓度下发生凝胶化（例如2wt%的海藻酸钠水溶液）。
在如此低的浓度下，溶液中缺少产生纤维结构的物质，取而代之的是喷射的液滴或者包埋在串珠中的短纤维。
如果溶液浓度稍微提高，溶液变得粘稠而不能电纺。
解决这个问题的方法之一是向海藻酸钠溶液中加入第二种聚合物，表面活性剂和/或共溶剂。
添加剂的加入与海藻酸钠溶液相互作用，降低了溶液黏度，从而控制海藻酸钠溶液的溶胶-凝胶转变。
本文利用这个原理成功得到了电纺海藻酸钠纤维。
1 实验1.1 实验原料及仪器PEO（平均相对分子质量为900 000，C.R.），长春市大地精细化工厂；海藻酸钠（粘度120mps）；二甲基亚砜（DMSO，C.R.），天津市博迪化工有限公司；曲拉通Triton X-100。
JSM-6390LV扫描电镜，日本JEOL公司；DDS-11A型数字电导率仪，上海雷磁新泾仪器有限公司；Nicolet5700红外波谱仪，美国热电科技仪器有限公司1.2 实验方法1.2.1 纺丝液的制备分别将海藻酸钠与PEO（或PEO/明胶、PEO/纳米银溶液）溶解在去离子水中制备成4wt%的溶液，离心脱泡。
按照不同的体积比将两种溶液混合，搅拌3h，向混合溶液中加入0.5wt%Triton X-100和5wt%的DMSO，搅拌3h，离心脱泡。
1.2.2 静电纺丝将溶液注入5ml针管中，毛细针管内径为6mm。
铝箔纸作为接受装置并且接地，接收距离20cm，纺丝电压15kV。
1.2.3 电纺纤维的交联电纺纤维置于95%的乙醇溶液中5min，随后浸没在1wt%的CaCl2乙醇溶液中10min。
乙醇/ CaCl2处理过的电纺纤维在溶液中静置1h，随后置于去离子水中以去除CaCl2。
室温下干燥。
1本课题得到国家自然科学基金项目（No.50673046）、青岛市科技发展计划项目（05-2-JC-62）的资助。
1.3 表征1.3.1 电导率用DDS-11A型数字电导率仪（上海雷磁新泾仪器有限公司）测试溶液的电导率。
1.3.2 扫描电镜用JSM-6390LV扫描电镜（日本JEOL公司）观察所纺纤维的形貌。
1.3.3 红外用Nicolet 5700红外波谱仪（美国热电科技仪器有限公司）分析纤维结构特征，使用其智能附件镜面全反射Mask。
分束器KBr，扫描次数32，分辨率8 cm-1。
2 结果与讨论2.1纺丝液性质电压15kV，固化距离20cm，纺丝温度40℃时，对不同溶液进行静电纺丝，电导率的变化如表1所示。
表1 海藻酸钠/PEO共混液性质海藻酸钠:PEO 电导率(ms/cm)7:3 4.218:2 4.789:1 5.45 海藻酸钠:PEO:明胶电导率(ms/cm)7:2:1 4.566:2:2 4.39 海藻酸钠:PEO+纳米银溶液电导率(ms/cm)8:2+50g/L 3.988:2+100 g/L 4.00海藻酸钠是一种具有高电导率的聚电解质，可形成一系列粘度的溶液。
聚电解质间的相互排斥力是阻碍海藻酸钠静电纺丝的关键因素。
PEO的加入使得海藻酸钠与PEO间产生相互作用，降低了聚电解质海藻酸钠之间的排斥力。
由表1可知，随着PEO含量的增大，混合溶液的电导率逐渐降低，表明PEO与海藻酸钠之间的相互作用抑制了海藻酸钠的解离。
2.2 扫描电镜在电压15kV，固化距离20cm，纺丝温度40℃的条件下进行静电纺丝，所得纤维如图1-3所示。
a bc图1 海藻酸钠/PEO混合水溶液电纺纤维电镜图注：(a)为9:1; (b)为8:2由图1可知，随着PEO含量的增加，溶液可纺性变好，在相同时间内得到的电纺纤维数增多（注：纺丝时间均为3小时）。
这是由于随着PEO含量的增加，PEO与海藻酸钠之间的相互作用变强，电导率下降，溶液粘度、表面张力也随之降低，所以，在相同电压条件下，电场力更容易克服溶液的表面张力，使液流拉伸分裂成纤维。
在海藻酸钠/PEO比例均为7:3时，随着体系粘度的进一步降低，电纺纤维中又出现串珠。
串珠出现表明适纺溶液的粘弹性变小，在电场力作用下，射流出现被拉断现象。
综上所述，海藻酸钠/PEO比例为8:2时，所得纤维连续光滑且直径分布较窄，单位时间内获得纤维数最多，形貌较为清晰。
7:2:1 6:2:2图2 120mps海藻酸钠/90万PEO/明胶混合液电纺纤维图银溶液5% 银溶液10%图3 120mps海藻酸钠/90万PEO/纳米银混合液电纺纤维图（海藻酸钠：PEO为8:2）由上两图可知，向溶液体系中加入第三组分明胶或者纳米银溶液均得到形貌更为清晰、纤维直径均在纳米级且纤维直径分布均匀。
这是由于第三组分的加入，进一步降低了溶液体系的粘度，同时又维持了电纺所需体系的缠结点数，故可纺性大大提高。
2.3 红外光谱采用傅立叶变换红外光谱仪的智能附件Mask 镜面全反射进行分析，镀金片作为背景，得到反射－波数光谱图。
电纺纤维交联处理前后的红外谱图见图4。
图4(a)中1454cm -1和1235cm -1两处的峰分别是PEO 中C-H 的弯曲振动峰和C-O 键的伸缩振动峰，1588cm -1和1045cm -1分别为海藻酸钠大分子中羧酸根离子的不对称振动峰和主链上C-O-C 的伸缩振动峰，3625cm -1处为海藻酸钠与PEO 的氢键作用。
由图中a 、b 比较可知，海藻纤维交联前后红外谱图中峰位变化不大，特征峰位基本重合。
这就表明交联前后，聚合物主链结构没有发生变化。
967.01045.21235.51454.61587.62194.63077.83625.3交联前2468101214 16 1820222426%R e f l e c t a n c e 1000 1500 20002500 3000 3500 Wavenumbers (cm-1)a973.11045.21238.61454.71588.12186.83077.83625.5交联后123456789 10111213141516%R e f l e c t a n c e 1000 1500 20002500 3000 3500 Wavenumbers (cm-1)b图4 海藻酸钠/PEO 纤维的红外光谱（8:2）注：a 为交联前；b 为交联后2.4 疏水性的改善海藻酸钠与PEO 都是水溶性的，故所得海藻酸钠/PEO 电纺纤维在水中快速溶解。
因此，必须改善纤维的疏水性能，提高应用范围。
将电纺纤维交联处理后，疏水性得到极大的改善。
图5为交联纤维浸没在水中10天后干燥所得的电镜图片。
由图5可知，纤维形貌依然较为清晰，呈网状分布在铝箔纸上。
图5 交联处理后的海藻纤维电镜图注：浸没10天后干燥3 结论本文运用静电纺丝法成功制备了海藻酸钠/PEO 纤维。
海藻酸钠本身不能电纺成纤维，其可纺性可通过共混PEO 得到改善。
海藻酸钠/PEO 比例为8:2时得到无串珠的光滑纤维，并且纤维直径分布均匀；添加第三组分明胶或者纳米银溶液可纺性进一步变好。
用乙醇/ CaCl 2处理过的电纺纤维疏水性得到极大的改善。
本文提供了制备超细海藻纤维的一种可行方法，使海藻纤维在生物医用领域得到广泛应用。
参考文献[1] Zheng-Ming Huang, Y.-Z. Zhang, M. Kotaki, S. Ramakrishna. A Review on Polymer Nanofibers by Electrospinning and Their Applications in Nanocomposites[J]. Composites Science and Technology, 2003, 63:2223-2253[2] Wen-Ji Jin, Hwang Kye Lee, Eun Hwan Jeong et al.. Preparation of Polymer Nanofibers Containing Silver Nanoparticles by Using Poly(N-Vinylpyrrolidone)[J]. Macromol. Rapid Commun., 2005, 26:1903-1907.[3] R. Siddheswaran, R. Sankar, M.Ramesh Babu. Preparation and Charaterization of ZnO Nanofibers by Electrospinning[J]. Cryst. Res. Technol., 2006, 41:446-449.[4] Wu Aik Yee, Masaya Kotaki, Ye Liu, Xuehong Lu. Morphology, Polymorphism Behavior and Molecular Orientation of Electrospun Poly(vinylidene fluoride) Fibers[J]. Polymer, 2007, 48:512-521.[5] 赵治贞.电纺制备聚偏氟乙烯超细纤维膜及性能研究.天津大学硕士学位论文.20040401Electrospinning of Sodium Alginate NanofibersSheng Bingbing,Kong Qingshan,Ji Quan,Xia Yanzhi Advanced fibers and Modern Textile Cultivation Base for State Key Laboratory,QingdaoUniversity,Qingdao,Shandong(266071)AbstractNatural biopolymer sodium alginate has been electrospinning from aqueous solution by blending with a biocompatible, synthetic polymer poly(ethylene oxide) (PEO). The anti-water property of the electrospun fibers has been improved by a combination of ethanol and CaCl2.Keywords: electrospinning; sodium alginate; anti-water property。