Page 198 - 《精细化工》2021年第12期
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·2560· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 38 卷
接入冷却回流装置）。反应结束后取出，利用无水乙 性能的影响，而球磨是改变 DL 粒径大小的有效手
醇冲洗掉未反应完全的 DL 颗粒，再放入去离子水 段，对球磨前后 DL 颗粒进行 SEM 与粒径分布分析，
进行溶剂置换，0.5 h 换一次水，共置换 4 h。将样 结果如图 1 所示。
品放入 0 ℃环境中冷冻成型，再放入冷冻干燥机中
–48 ℃下干燥 24 h，得木质素复合细菌纤维素疏水
材料 BC-DL。
1.3 结构表征与性能测试
1.3.1 粒径表征
使用激光粒度分析仪对球磨前后的 DL 进行粒
度分布测量。在 20 ℃下各取 20 mg 球磨前后 DL
粉末于 25 mL 容量瓶中，用无水乙醇作分散剂，以
200 W的功率将DL粉末超声30 min后进行粒径测试。
1.3.2 结构形貌表征
使用 SEM 对样品进行表面形貌表征，同时对最
佳改性条件下的样品进行 EDS 分析。使用 FTIR 进
行红外光谱测定。使用 XPS 表征样品，借助 XPS
a—球磨前 DL 的 SEM 图；b—球磨前 DL 的粒径分布；c—球磨
PEAK 软件进行分析处理，以 284.6 eV 作为 C 1s 结 后 DL 的 SEM 图；d—球磨后 DL 的粒径分布
合能进行校正。使用全自动比表面积(BET)及孔隙度 图 1 球磨前后 DL 的 SEM 图与粒径分布
分析仪(BJH)测试样品比表面积和介孔结构，升温至 Fig. 1 SEM images and particle size distribution of DL
before and after ball milling
200 ℃后进行 N 2 吸附与解吸循环实验。
1.3.3 水接触角(WCA)测试 从图 1 可以看出，球磨处理前的 DL 颗粒大小
样品表面的润湿性在接触角测量仪上以静态模 分布不均且表面会附着许多微小 DL 颗粒（图 1a），
式进行观测，将 2 μL 去离子水自动滴在样品表面， 粒径测试结果发现，球磨前 DL 的粒径分布较宽，尺
拍摄并通过图像处理软件 CASTTM2.0 计算其 WCA 寸在 500~1000 nm（图 1b）。经过球磨处理后的 DL
大小。 颗粒大小分布更加均匀（图 1c），且尺寸大幅度减
1.3.4 BC-DL 的吸油性能及循环性能测试 小，这一变化也体现在粒径测试结果中（图 1d），
材料的吸油性能通过对不同种类油品吸附前后 经过球磨处理后 DL 粒径分布较为集中，整体尺寸
的质量变化来表示。将尺寸相同（2 cm×2 cm，厚 1 cm） 在 150 nm 左右。表明球磨处理能显著减少 DL 的粒
的 BC-DL 分别放入含有花生油、柴油、真空泵废油 径分布范围，但 DL 粒径对 BC 改性的影响需要进一
的 3 个烧杯中，每吸附 5 s 后用镊子取出自然悬滴 步考察。
60 s，去除未被吸附的油品，共进行 6 次至达到饱 为进一步对比研究球磨前后 DL 与 BC 复合情
和吸附量，称量吸油前后 BC-DL 的质量。吸油量通 况，对 BC 原料、BC-未球磨 DL 及 BC-球磨 DL 样
过公式（1）计算： 品进行了 SEM 形貌及 EDS 能谱组成分析，结果见
W W 图 2。
OCA 1 0 （1） 从图 2 可以看出，纯 BC 呈现三维多孔纤维形
W 0
式中：W 1 为吸油后 BC-DL 的质量，g；W 0 为吸油前 貌，纤维束直径分布范围在 50 ~ 600 nm，纤维之间
随机缠绕较为独立、蓬松，具备一定排列方向，提
BC-DL 的质量，g；OCA 为吸油量，g/g。
供了分散度较大的不同尺寸内部空间，适合作为负
循环测试流程：将吸附油品后的样品放入 30 mL
载基底，容纳不同颗粒尺寸的填充物（图 2a）。未
正丁醇中解吸 5 h，再将除油后的样品放入电热鼓风
球磨 DL 作为粉体材料，通过低温浸渍法改性处理
干燥箱中 40 ℃干燥 5 h。进行下次循环测试，共循
后，可顺利进入 BC 三维纤维结构中，通过 DL 的酚
环测试 8 次。
羟基与 BC 羟基的氢键作用使得粉体 DL 与 BC 有效
2 结果与讨论 结合，黏附在纤维束上， 扩充 BC 内部空间（图 2b）。
球磨后的 DL 尺寸更小且均匀，能够紧密地附着在
2.1 结构表征 间隙较小的 BC 纤维之中，但对于直径较大的纤维
2.1.1 SEM 及粒径测定 束附着效果不佳（图 2c）。未球磨的 DL 由于颗粒尺
在与 BC 复合前，需探究 DL 粒径对复合材料 寸的不均一性，不能更好地嵌入 BC 内部不同尺寸
