海藻酸钠-羧甲基纤维素钠凝胶涂层对锌负极稳定性的影响

通过一种绿色、自交联策略,基于海藻酸钠(SA)和羧甲基纤维素钠(CMC)中羧基对Zn^(2+)的离子缔合作用,利用旋涂法在锌电极表面原位构建了具有孔结构的柔性SA+CMC凝胶涂层(Zn@SA+CMC)。涂层中富含羟基,羟基的强吸附效应能够使涂层与锌电极紧密结合,减少界面处的副反应。柔性涂层不仅能适应锌电镀过程中的体积变化,还表现出较好的亲锌性,更低的成核过电压,更高的离子电导率,有利于Zn^(2+)均匀沉积,有效抑制了锌枝晶的生成。因此,Zn@SA+CMC对称电池能稳定运行890 h(3 mA·cm^(-2));Zn@SA+CMC||MnO_(2)全电池表现出优越的倍率和循环性能。

羧甲基纤维素/κ-卡拉胶/MIL-53复合气凝胶对水体中环丙沙星的吸附去除

环丙沙星(CIP)是一种常见氟喹诺酮类抗生素,已广泛应用于人类和动物抗感染类疾病的治疗和预防,但其大部分以原药或代谢产物的形式流入水体环境中,研究CIP的高效去除技术对保障生态环境和人类健康具有重要意义.本研究分别利用羧甲基纤维素(CMC)和CMC/κ-卡拉胶(κ-CG)气凝胶为载体,原位负载一种常见金属有机框架材料MIL-53,制备CMC/MIL-53和CMC/κ-CG/MIL-53复合气凝胶,并研究复合气凝胶对CIP的吸附效果和吸附机理.相比于CMC和CMC/κ-CG气凝胶,CMC/MIL-53和CMC/κ-CG/MIL-53复合气凝胶不仅吸附量得以提高,其耐碱性及抗盐性均得到有效改善,在pH 4.0—9.0范围内和高盐浓度下对CIP均保持较好的吸附效果.CMC/MIL-53和CMC/κ-CG/MIL-53复合气凝胶对CIP的吸附均为单分子层的化学吸附过程,在中性条件下的理论最大吸附量分别为1.105 mmol·g^(-1)和1.464 mmol·g^(-1).结合表观吸附性能结果和吸附前后的FTIR和XPS光谱特征分析得出,CMC/MIL-53和CMC/κ-CG/MIL-53复合气凝胶对CIP的高效吸附是氢键、静电吸附、π—π电子供体—受体相互作用和络合作用等多重作用的结果.在中性和碱性条件下,Fe^(3+)离子浸出量低于世界卫生组织规定的浓度阈值,较好地解决了原粉末状MIL-53在实际水体中易流失难回收的问题.相比于CMC/MIL-53,CMC/κ-CG/MIL-53复合气凝胶对水体中CIP具有更佳的吸附去除性能,有着更为优良的应用潜力.

鱼尾型搅拌桨设计及在羧甲基纤维素钠溶液中的应用

搅拌桨是生物反应器的核心部件,直接影响反应釜内流体的搅拌混合和气液分散性能.基于双色刺尻鱼(Centropyge Bicolor)尾鳍轮廓特征和仿生学原理,设计了一种鱼尾型搅拌桨—FT桨(Fishtail Turbine),应用于羧甲基纤维素钠(CMC)溶液的搅拌混合操作.结合计算流体动力学(CFD)和粒子图像测速(PIV)技术,研究了FT桨在纯水、 CMC溶液中的搅拌混合和气液分散性能,并与传统RT桨(Rushton Turbine)进行了对比.结果表明:(1)对于单相流,与RT桨相比,FT桨能增大流场速度、湍动能作用区域;搅拌纯水、 0.25%CMC溶液、 0.5%CMC溶液时,湍动能最大值分别增加39.47%、 23.33%、 18.31%,平均增加31.03%.(2)对于气液两相流,与RT桨相比,FT桨能增大高气含率区域,促进气液分散;搅拌气液两相纯水、 0.25%CMC溶液、 0.5%CMC溶液时,总体气含率分别相对增加8.62%、 9.19%、 2.58%,平均相对增加5.94%,搅拌功耗分别降低4.58%、 4.54%、 4.98%,平均降低4.70%.与RT桨相比,FT桨搅拌CMC溶液具有更优的搅拌混合和气液分散性能,应用前景广阔.

响应面法优化高酰基结冷胶—魔芋胶—羧甲基纤维素复配3D打印凝胶的配方

【目的】构建多元化的复配凝胶体系,以丰富3D打印原料的种类。【方法】采用单因素和响应面试验对高酰基结冷胶(high acyl gellan gum,HAGG)、魔芋胶(konjac gum,KG)和羧甲基纤维素(carboxymethyl cel-lulose,CMC)3种凝胶材料进行复配,通过测定黏度、色差和流动性,并结合感官评价等方法,优化凝胶体系的配方,系统分析凝胶体系的特性和3D打印效果。【结果】复配3D打印凝胶体系的最佳配方为:以50 g去离子水为基质,按质量分数添加HAGG 1.5%、KG 1.5%和CMC 0.4%,此配方条件下获得3D打印产品的色差值L^(*)、a^(*)和b^(*)分别为70.69、−131.00和352.31,黏度为56873.00 mPa·s,流动性为0.98 mm/min,感官评分为94.00,打印效果最好,获得的样品在室温下可长时间保持稳定的形状。【结论】HAGG-KG-CMC复配凝胶的各成分之间具有良好的协同效应。研究获得了一种可用于3D打印的凝胶体系配方,为3D打印食品原料的开发及食品凝胶类产品的新应用提供了理论依据。

大豆蛋白强化羧甲基纤维素钠复合油凝胶的性能

利用气凝胶模板法可间接制备油凝胶,该方法具有制备简单、性能优异等优点而被广泛关注。本研究通过静电相互作用制备了羧甲基纤维素钠(carboxy methyl cellulose-Na,CMC-Na)/大豆分离蛋白(soybean protein isolate,SPI)复合气凝胶,探究不同蛋白含量对气凝胶平均粒径、微观结构、红外光谱、吸油动力学、吸油和持油能力的影响。并基于气凝胶模板制备油凝胶,对其质构性能、抑菌性能以及贮藏稳定性进行表征。结果表明,SPI和CMC-Na依靠静电吸附形成了稳定的复合物,平均粒径随着蛋白含量的增加而增大。复合气凝胶显示出更加致密的多孔网络结构,持油能力得到增强,但不利于吸油性能的改善。同时,蛋白的加入提高了油凝胶的强度,增加了杨氏模量,并改善了油凝胶的抑菌效果和贮藏稳定性。因此,气凝胶模板法可视为制备油凝胶的良好方法,并且基于多糖蛋白静电吸附可以制备稳定的油凝胶体系。

羧甲基纤维素对硼镁石/蛇纹石浮选的影响及其作用机理

针对微细粒蛇纹石阻碍硼镁石浮选回收的问题,通过浮选试验、Zeta电位分析、FTIR、XPS等多种手段,研究了羧甲基纤维素(CMC)对硼镁石/蛇纹石浮选分离的影响。结果表明,当CMC用量50~150 mg/L时,可明显抑制蛇纹石上浮,硼镁石浮选回收率可提升8~10个百分点;当CMC用量超过150 mg/L时,蛇纹石和硼镁石同时受到抑制,不利于提升浮选指标。机理分析表明,CMC吸附于蛇纹石表面后可显著降低蛇纹石表面电位,CMC通过氢键作用和化学吸附作用于蛇纹石表面,前者是CMC结构中的—OH与蛇纹石表面的Mg—OH相互作用的结果,后者则是通过CMC与蛇纹石表面Mg原子作用而实现的。

羧甲基纤维素钠对红海榄幼苗生长和土壤养分的影响

为明确羧甲基纤维素钠(Sodium Carboxymethyl Cellulose,CMC)对沿海困难立地砂砾质土壤的改良作用,以红海榄(Rhizophora stylosa)胚轴为材料,通过室内潮汐模拟试验,研究不同CMC施用量(质量比为1.6%、2.4%、3.2%、4.0%和4.8%)对红橄榄幼苗生长和土壤养分的影响。结果表明,随CMC施用量增加,红海榄幼苗生长量和生物量整体呈先增后减的趋势,均在4.0%CMC处理下最大。与CK相比,不同CMC处理下红海榄幼苗的株高、地径和叶片数分别增加9.78%~38.54%、13.83%~54.31%和20.00%~36.67%;根、茎和叶生物量分别增加10.58%~64.72%、7.97%~36.76%和37.62%~117.99%;土壤有机质、全钾和速效钾含量分别显著增加625.22%~671.96%、147.62%~161.52%和55.56%~77.78%。CMC可促进红海榄幼苗生长,提高土壤养分,可作为沿海困难立地砂砾质土壤的改良剂,推荐CMC施用量为4.0%。

食品添加剂羧甲基纤维素钠通过破坏肠内环境加剧辐射对小鼠肠道的损伤

目的 探究食品添加剂羧甲基纤维素钠(CMC-Na)的长期摄入对小鼠辐射耐受性的影响及其机制研究。方法 通过饲饮水中添加不同浓度CMC-Na(对照组,0.25%低剂量组,1%高剂量组)对小鼠进行饮食干预,而后建立辐射损伤模型(7 Gy, Co60γ射线)。在辐射干预前后,每周称量小鼠体质量变化,记录各组小鼠的死亡情况;干预8周后,检测血生化指标;ELISA、RT-qPCR和Western blot技术检测肠道相关细胞因子和蛋白变化情况;HE、免疫荧光及免疫组化染色切片观察肠道组织细胞形态的改变并进行病理评分;流式细胞术检测肠道干细胞比例。结果 通过流式细胞术检测发现,与对照组比较,两组饮食干预组的肠道干细胞比例均出现下降(P<0.05),下降程度与饮水中添加剂浓度呈正相关,且干细胞下降趋势在受到辐射损伤后持续存在。其中高剂量组死亡率显著升高(P<0.05),体质量大幅下降(P<0.000 1)。进一步实验发现肠道屏障功能受损,抑炎因子白介素-10(IL-10)含量下降。同时,高剂量组小鼠肠道中出现了TLR4、NF-κB、TNF-α以及IL-1β等炎症因子的高表达(P<0.05),并且在辐射损伤后进一步加剧;低剂量组小鼠部分炎症因子(NF-κB、TNF-α以及IL-1β)相较于对照组表达增高(P<0.05),但低于高剂量组。结论 长期摄入含有CMC-Na添加剂的饮食,会降低肠道内干细胞群的比例,加剧了辐射对肠道的损伤,降低了小鼠对辐射耐受性。

壳聚糖/羧甲基纤维素钠复凝聚体系处理高浊度水体中污染物研究

混凝工艺因成本低廉、操作简单而成为地表水处理的常见工艺,但现有混凝剂存在对地表水中溶解性有机物去除率较低的问题。针对我国地表水体普遍存在的有机微污染问题,设计一种通过壳聚糖/羧甲基纤维素钠于水中原位生成的复凝聚絮体以代替传统混凝剂并去除污染物的新工艺,进而将复凝聚技术原位生成网状絮体应用于水污染处理中。选取高岭土和盐酸四环素分别模拟黄河水中的无机胶体和有机微污染物,探究初始浊度、壳聚糖/羧甲基纤维素钠投加质量浓度对两类污染物的去除效率和机理,并进一步对混凝后产生污泥的吸附性能进行研究。结果显示,壳聚糖/羧甲基纤维素钠对不同模拟污染水的浊度去除率都在99%以上,对盐酸四环素-高岭土和黄河水-盐酸四环素中盐酸四环素的最佳去除率分别为40.02%和56.72%,效果明显优于聚合氯化铝(Polyaluminium chloride,PAC)。壳聚糖/羧甲基纤维素钠和高岭土共沉淀产生的污泥能够对水中盐酸四环素进行化学吸附,最高吸附质量比达4.81 mg/g。壳聚糖/羧甲基纤维素钠复凝聚体系对地表水中的无机污染物和有机污染物均有较好的去除效果,且所得污泥具有回用价值,具有良好的应用前景。

电化学强化水污染治理中羧甲基纤维素应用的研究进展

综述了电化学强化技术(EST)作为以微生物为催化剂进行水污染治理和能源回收的环境友好型水处理技术的研究进展;分析了羧甲基纤维素(CMC)利用丰富的羟基、羧基、羧甲基等基团与碳基、金属/金属氧化物等多种材料复合应用于EST中净水的可行性,发现CMC材料有利于提高EST的能量产率和稳定性;深入讨论了CMC材料在EST中进行污水治理的多种应用,包括作为黏结剂、分散剂、吸附剂等形式。未来应该重点从机理、方法、技术和应用4个角度对基于CMC材料的EST在水污染治理领域的应用进行研究。

羧甲基纤维素钠在醇水混合溶剂中的流变性研究

采用Anton Paar MCR 302流变仪,研究了羧甲基纤维素钠在甘油质量分数分别为0%,20%,40%,60%和80%的甘油-水混合溶剂中的流变特性。发现甘油-水混合CMC溶液为无屈服力非牛顿流体,具有剪切稀化特性;随甘油质量分数的增加,CMC溶液黏度增大、剪切稀化特性逐渐明显、结构恢复变慢;溶液从黏弹性流体逐渐向黏弹性固体转变,内部结构增强,刚性增大。经高温处理后,CMC混合溶液的黏度均会显著增加,且增加值随甘油量增加而增大。亲水性多糖类聚合物的分子主链带有羟基,具有形成氢键的能力。甘油带3个醇羟基,与水形成氢键比水与水之间的氢键更强,可促进体系中羟基间氢键形成,增加氢键数量以及氢键作用力,增大了聚合物分子链缠绕、分子链段缠结。

低成本羧甲基纤维素水凝胶制备及其吸附性能探索型实验设计

羧甲基纤维素水凝胶分子内含有大量的羧基和羟基官能团,能够高效吸附水体中的有机污染物,同时由于水凝胶的易回收和生物相容性,目前已被广泛应用于印染废水处理。但传统的羧甲基纤维素水凝胶制备方法存在耗时长、成本高、污染重等问题。该实验设计结合我国资源化发展和环境保护需要,以纤维素水凝胶为原料,以水代替部分传统有机溶剂,开发出一种室温下快速制备羧甲基纤维素水凝胶的绿色合成方案。合成时间从44 h缩短至约4h,制备成本降低约95%,同时减少了化学试剂的使用,避免了二次污染。实验选用典型染料亚甲基蓝作为模型污染物,考察了羧甲基纤维素水凝胶对其在不同水体环境中的吸附性能。

羧甲基纤维素的添加对蛋清蛋白功能特性的协同效应的影响

为了提高蛋清蛋白的功能性质,分别向蛋清蛋白溶液中加入0.2‰、0.4‰、0.6‰、0.8‰、1.0‰的羧甲基纤维素(CMC),研究蛋白-多糖混合体系的流变、质构、起泡性和差示热量扫描分析的变化。结果表明:羧甲基纤维素添加到蛋清蛋白溶液提高了起泡性,0.8‰CMC-蛋清蛋白泡沫稳定性最优。对于其回复性、咀嚼性、硬度、凝聚力和弹性也呈增强趋势,0.8‰CMC-蛋清蛋白的硬度和咀嚼性最优,其他性能均与1.0‰CMC-蛋清蛋白差别不大。热性能和流变性能表明CMC的加入提高了共混体系的热稳定性,0.8‰CMC-蛋清蛋白的溶胶转变温度达到最大值。

基于聚氨酯膜的还原氧化石墨烯/羧甲基纤维素柔性温度传感器的制备及性能研究

具有高温度灵敏度和可靠重复性的柔性温度传感器在新兴的电子皮肤领域具有至关重要的作用。将羧甲基纤维素(CMC)溶解在氧化石墨烯溶液(GO)中,在化学还原后使用聚氨酯膜(PU)封装合成了具有机械柔性的温度传感器件。该传感器具有优异的温度灵敏系数(1.54%/K)、快速的响应时间(9.2 s)以及可靠的监测重复性。值得注意的是,CMC的引入增加了还原氧化石墨烯(rGO)片层间的导电势垒,这有效地提高了复合材料的温度灵敏系数。同时,PU膜的封装阻碍了氧气和水分子的干扰,极大增强了传感器的使用寿命和稳定性。此外,该柔性温度传感器在连续温度监测和呼吸频率测量等实际应用中表现出卓越的检测精度和稳定性,展现了其在电子皮肤领域中如医疗监测、智能机器人平台和环境探测等应用场景的广泛适用性。

羧甲基纤维素在土壤改良中的应用研究进展

羧甲基纤维素(Carboxymethyl Cellulose,CMC)是一种具有良好水溶性的高分子聚合物,近年来在土壤改良领域的应用潜力受到关注。研究表明,CMC能够增加土壤的孔隙度和水分保持能力,改善土壤结构,促进植物根系发育,增强土壤的养分固持能力。未来的研究需要深入探索CMC的作用机制,评估其长期应用对土壤和植物的影响,分析实际农业生产中应用的经济可行性和环境效益,促进其在可持续农业生产和土壤管理中的广泛应用。

芽孢杆菌B55产羧甲基纤维素酶的培养优化研究

芽孢杆菌来源的纤维素酶具有耐热耐碱等优良催化特性,故而受到了广泛关注。本研究利用筛选的芽孢杆菌B55发酵生产羧甲基纤维素酶,在确定碳源、氮源、金属盐、羧甲基纤维素添加量、接种量等对菌株产酶影响的基础上,进行正交试验优化以确定最佳发酵培养工艺。研究结果表明:最佳培养工艺的配方为30 g/L甘油、5 g/L葡萄糖、3 g/L大豆蛋白胨、16 g/L酵母浸粉、4 g/L羧甲基纤维素、3 g/L磷酸氢二钾,3 g/L磷酸二氢钠,pH 7.0,在4%(V/V)接种量、培养温度32℃的条件下,发酵48 h获得最大酶活力401.34 U/mL,具备规模生产的应用潜力。

羧甲基纤维素复合薄膜的制备及其抗菌性能研究

本文主要对羧甲基纤维素复合薄膜的制备以及抗菌性能进行研究。在研究过程中提出一种以淀粉、羧甲基纤维素和硝酸银为基础材料制备的复合薄膜,并利用圆盘扩散法对羧甲基纤维素复合薄膜的抗菌性能进行实验分析。本文提出的复合薄膜表面粗糙度相对较高,具有10~20μm的多边形颗粒。利用硝酸银提高了复合薄膜的稳定性。实验结果表明:本文研究的羧甲基纤维素复合薄膜具有良好的热力学性能与热稳定性,拉伸强度最高达到9.9MPa,同时表现出显著的抗菌性能,实验中复合薄膜对S菌株与E菌株的抗菌直径最大分别达到122.70 mm和12.10 mm,在抗菌包装上具有良好的应用潜能。

利用羧甲基纤维素钠和海藻酸钠制备纸基复合调湿材料的研究

本文研究了羧甲基纤维素钠(CMC)和海藻酸钠(SA)质量比和涂布量对纸基复合调湿材料的吸放湿性能和调湿能力的影响;将纸基复合调湿材料放入所搭建的可实时检测温度和湿度的密闭微环境中,改变外界环境的相对湿度,评价纸基复合材料(涂布纸)调控密闭微环境湿度变化的能力。结果表明:当CMC和SA的质量比为1∶0.25(标记为C/S2#涂布纸)时,其吸放湿性能和调湿效果最好;当涂布量为34.1 g/m^(2)时,C/S2#涂布纸(相较于未涂布原纸)的湿容量和放湿量分别增加了231.1%和730.9%;与未涂布原纸相比,C/S2#涂布纸(涂布量为34.1 g/m^(2))使密闭微环境的相对湿度受外界高湿环境影响的波动值减少了12.0%,受外界干燥环境影响的波动值减少了9.0%。

淀粉/羧甲基纤维素/甘油可降解复合膜的制备及性能研究

将淀粉和羧甲基纤维素(CMC)混合,加入甘油作为增塑剂,采用流延法制备淀粉/CMC/甘油复合膜。采用SEM、XRD、FT-IR等方法对复合膜的结构进行表征,并测试了复合膜的力学、透光、吸水和降解性能,重点探讨不同甘油添加量(以淀粉和CMC总干质量计,0~30%)对复合膜结构和性能的影响。研究结果表明:淀粉、CMC和甘油为物理共混,甘油的加入可以提高体系的相容性,甘油添加量越多,复合膜断裂面越光滑。随着甘油添加量增加,复合膜的断裂伸长率显著增大,当添加量从0增加到30%时,断裂伸长率由3.39%升高到46.23%,增大了12.6倍。复合膜的透光率、吸水率和水蒸气透过率(WVP)等性能随甘油添加量的增加而提升,当甘油添加量为20%时,600 nm透光率最大可达79.42%,WVP和吸水率分别为5.14×10^(-11) g/(m·s·Pa)和25.46%。体系中甘油添加量的增加还能够加快复合膜的降解速度,当甘油添加量为20%时,复合膜土埋9天后几乎完全降解。甘油添加量为20%时制备的淀粉/CMC/甘油复合膜的力学、光学及可降解性能较优,可以满足食品包装膜的性能要求。

羧甲基纤维素导电水凝胶的制备和应用研究进展

羧甲基纤维素作为纤维素的重要衍生物,具有来源广泛、价格低廉、环境友好等特点,备受关注。本文简要介绍了羧甲基纤维素导电水凝胶的物理和化学制备方法,阐述了羧甲基纤维素导电水凝胶的机械性能、导电性、应变敏感性、自黏附性、自愈性、生物相容性、抗冻保水性等特性,重点论述了羧甲基纤维素导电水凝胶在传感器、超级电容器和电池领域的应用,归纳总结了羧甲基纤维素导电水凝胶遇到的挑战,展望了羧甲基纤维素导电水凝胶未来的发展方向,为羧甲基纤维素的高值化利用提供了一定的依据。