蠶絲氧化石墨烯復合功能材料的制備及性能研究.pdf

1、絲綢產業(yè)長期以來是我國國民經濟的重要產業(yè)之一。近年來，受到耕地面積減少、勞動力短缺、國內外市場競爭激烈以及蠶絲產品附加值不高等因素影響，絲綢產業(yè)發(fā)展受到極大的影響。大力發(fā)展多元化蠶桑產業(yè)、提升蠶絲產品的附加值是實現(xiàn)蠶絲產業(yè)轉型升級和可持續(xù)發(fā)展的必由之路。本論文通過將優(yōu)異性能的氧化石墨烯與蠶絲復合，制備系列化的蠶絲氧化石墨烯復合功能材料，為蠶絲材料提供了一個新的研究方向，未來有望在紡織材料、生物醫(yī)用材料、光電材料等多個領域具有廣泛的應用。

2、研究內容及結果如下：
　?。?）氧化石墨烯及氧化還原石墨烯的制備及結構：通過 Hummers法和氫碘酸還原法成功地制備了氧化石墨烯和氧化還原石墨烯，結果表明制備的氧化石墨烯為微納米級別、帶有褶皺結構的薄片狀結構，其單層厚度約為0.8nm，氧化石墨烯層間距為0.83nm。氧化石墨烯中的碳元素由烷基、醛基、羰基和羧基等四種基團構成。經氫碘酸還原后，氧化石墨烯中的C=O基團消失，部分C-O基團也還原，氧化還原石墨烯中碳原子sp2化的增加

3、。
　　（2）蠶絲氧化石墨烯復合面料的制備及其性能：通過浸漬的方法成功地將氧化石墨烯整理至蠶絲纖維表面，氧化石墨烯在蠶絲纖維表面均勻分布，乙醇可促進片狀氧化石墨烯在蠶絲纖維表面的附著。氧化石墨烯并未對蠶絲纖維的微觀結構造成破壞，但兩者存在一定的氫鍵結合。經氧化石墨烯整理后，蠶絲纖維的防紫外線性能和抗菌性能顯著提高，且受到整理濃度的影響，濃度越高，效果越明顯。
　?。?）蠶絲氧化石墨烯復合三維多孔生物支架材料的制備及其性能：采

4、用相分離技術成功地制備了蠶絲蛋白氧化石墨烯復合三維多孔生物支架。經氧化石墨烯復合后，蠶絲蛋白生物支架仍呈現(xiàn)不規(guī)則的多孔蜂窩狀結構，但是結構變得緊湊，掃描電鏡、能譜、紅外光譜和 X衍射等測試結果結果表明蠶絲蛋白與氧化石墨烯均勻地復合在一起，氧化石墨烯對蠶絲蛋白的二級結構未產生影響。經氧化石墨烯復合后，蠶絲蛋白支架的斷裂強度及楊氏模量顯著增加，MTT結果顯示氧化石墨烯的加入有助于前成骨細胞的增殖。
　?。?）蠶絲蛋白氧化石墨烯復合納米

5、纖維膜的制備及其性能：通過靜電紡絲技術成功地制備了蠶絲蛋白氧化石墨烯復合納米纖維膜。氧化石墨烯可較好的分散在蠶絲蛋白甲酸溶液體系中，經氧化石墨烯復合后，蠶絲蛋白納米纖維變細，纖維表面有若干球狀物以串珠形式連接在纖維表面。薄片狀氧化石墨烯以球狀形式被蠶絲蛋白包覆在納米纖維膜的表面。蠶絲蛋白與氧化石墨烯之間存在氫鍵結合，氧化石墨烯的復合增加了蠶絲蛋白納米纖維的結構穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。經氧化石墨烯復合后，蠶絲蛋白納米纖維的抗菌性和生物相容性顯著