셀 루 로스 Nanofiber 단방향 동결에 의해 준비 Microhoneycomb Monoliths 기반 Sols: 메서드 및 확장
Summary
여기, 우리는 액체는 매우 낮은 압력 강하와 통해 전달할 수 있는 다양 한 microhoneycomb monoliths (MHMs)를 준비 하는 일반적인 프로토콜을 제시. MHMs 얻은 필터로 사용 될 것으로 예상 된다, 촉매 지원, 교류 형 전극, 센서 및 생체 재료에 대 한 건설 기계.
Abstract
모놀리식 벌집 구조 종합 분야 그들의 높은 힘에 무게 비율 때문에 매력적인 되었습니다. 특히, microhoneycomb monoliths 마이크로미터 스케일 채널 (MHMs) 반응 고 분판을 위한 효율적인 플랫폼으로 그들의 큰 표면 영역에 때문에 예상 된다. 지금, MHMs만 매우 제한 된 선구자에서에서 단방향 (UDF) 동결 방법에 의해 작성 되었습니다. 여기, 우리는 다른 부품으로 구성 된 MHMs의 일련을 얻을 수 있는 프로토콜을 보고 합니다. 최근에, 우리는 UDF 과정을 통해 MHMs의 형성으로 독특한 구조 지시 대리인으로 그 룰 nanofibers 함수를 발견. MHMs 양보 하지는 물 녹는 물질과 셀 룰 로스 nanofibers를 혼합 하 여 다양 한 복합 MHMs 준비 될 수 있습니다. 이 상당히 다양 한 응용 프로그램으로 MHMs의 화학 헌법을 풍요롭게.
Introduction
새로운 물자로 microhoneycomb 모노 리스 (표시 MHM) 최근 종합 분야1,2,3,,45, 에서 엄청난 관심을 모으고 있다 6 , 7 , 8.의 MHM 벌집 모양의 크로스 섹션9직선 microchannels 배열 기둥으로 S. 向외. 수정 된 단방향 동결 (UDF) 방식을 통해 의해 먼저 준비 되었다. MHM 벌집 구조, 즉, 효율적인 공간 분할, 높은 강도 대 중량 비율, 그리고 낮은 압력 강하의 일반적인 이점을 소유한 다. 또한,는 MHM 훨씬 더 큰 특정 표면 영역을 있다 큰 채널 크기 벌집 모노 리스와 비교. UDF 메서드를 사용 하면 동시 단계 분리 동결 시 얼음 결정의 단방향 성장을 포함 한다. 얼음 결정의 제거 후 얼음 크리스탈에 의해 성형 고체 구성 요소를 가져옵니다. 단계 분리에 따라 형성 하는 형태 (솔 또는 젤), 전조의 그리고 대부분의 경우, 멜 라10, 섬유11의 본질적인 성격에 따라 달라 집니다 그리고 생선12 구조는 MHMs 보다는 오히려 형성 가능성이 있습니다. 그 결과, MHMs의 대형 제한 선구자에만 보고 되었습니다 그리고이 크게 그들의 화학 재산의 다양성을 방해 했다. 우리는 최근 셀 룰 로스 nanofibers UDF 과정13MHM 구조 형성으로 강한 구조 감독 기능을가지고 나타났습니다. 다른 물 분산 구성 요소와 셀 루 로스 nanofibers를 혼합 하 여 준비 하는 다른 화학 특성을 가진 MHMs의 다양 한 가능 하다. 또한, 그들의 외부 모양 및 채널 크기는 유연 하 고 쉽게 제어13. 따라서, MHMs는 바이오 필터, 촉매 지원, 교류 형 전극, 센서 및 건설 기계 사용으로 예상 된다.
이 문서에서 우리는 먼저 자세히 UDF 과정을 통해 셀 룰 로스 nanofibers의 수성 분산에서 MHMs의 기본적인 준비 기술 설명. 또한, 여러 가지 다른 유형의 합성 MHMs의 준비를 설명합니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
MHMs를 달성 하기 위한 가장 중요 한 단계는 단방향 동결 단계 물 동안 원주 얼음 결정을 형성 하는 dispersoid 프레임 워크를 옆으로 밀어 굳은. 단방향 냉동 법은 기본적으로 선구자 솔와 냉각수 사이의 열 이동 포함 됩니다. 우리의 설치에서 찍기 기계는 일정 속도와 냉각수 (액체 질소)에 선구자 솔을 포함 하는 PP 튜브를 삽입 하 사용 되었다. 액체 질소는 항상 증발 유지, 이후 변동할 온도 기울기는…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
이 작품은 국가 기본 연구 프로그램의 중국 (2014CB932400), 국립 자연 과학 재단의 중국 (번 51525204 및 U1607206) 및 심천 기본 연구 프로젝트 (제에 의해 지원 되었다 JCYJ20150529164918735)입니다. 또한, 우리는 친절 하 게 공급 폴리우레탄 및 스 티 렌 부 타 디 엔 고무, Daicel-Allnex 주식 회사과 JSR를 각각 감사 하 고 싶습니다.
Materials
| Nadelholz Bleached Kraft Pulp | Seioko PMC company | CSF=600 | |
| TEMPO | Macklin Inc. | T819129 | 98% |
| NaBr | Macklin Inc. | S818075 | AR, 99% |
| NaClO | Aladin Inc. | S101636 | 6-14 wt% active chlorine basis |
| SBR colloid | JSR corp. | TRD102A | 48.5 wt% |
| TiO2 | Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd. | A63725402 | crystalline anatase phase |
| carbon fiber | Shenzhen Xian’gu Ltd. | XGCP-300 | |
| Nitric acid | Huada Reagent Ltd. | 7697-37-2 | 65-68 wt% |
| Mixer | Scientific Industries, Inc | G-560 | the mixer |
| Mechanical blender | Waring Lab Ltd. | MX1000XTX | For disintegrating cellulose bundles into nanofibers. |
| Homogenizer | Scientz Ltd. | HXF-DY | For dispersing TiO2 nanoparticles |
| pH meter | Horiba Ltd. | F-74BW |
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