Ксиланје главна врста хемицелулозе, која се често користи као моделни материјал хемицелулозе. Има предности широког извора, ниске цене, обновљивости, биоразградивости, добре биокомпатибилности и тако даље. Тренутно се истраживање материјала на бази ксилана углавном фокусира на припрему мембрана, хидрогелова и других области, али ксилани су хетерополисахариди, са сложеном молекуларном структуром, разноврсним шећерним јединицама, кратким молекулским ланцима и вишеструким гранама. Припремљене мембране и хидрогелови имају лоша механичка својства, а њихове предности нису у потпуности искоришћене. У поређењу са целулозом и лигнином, три главне компоненте биљака, молекули ксилана имају предности лаког растварања, велике доступности и високог хидротермалног приноса угљеника.
Овај рад у потпуности користи ове предности ксилана. С једне стране, ксилан и неоргански нано материјали се комбинују на молекуларном нивоу и развијају се различити нови ксилан/неоргански нано композити; С друге стране, кроз хидротермалну карбонизацију, ксиланске угљеничне сфере и квантне тачке графена су ефикасно припремљене и примењене на помагала за задржавање и дренажу, Раманово побољшање, суперкондензаторе и детекцију јона, што је проширило поља примене ксилана и остварило високу вредност коришћење ксилана.
Главни садржај истраживања је следећи:
1. Припрема квантних тачака графена пасивираних ксиланом и њихова селективна детекција трагова фе3 плус:
Квантне тачке графена (гкдс) су припремљене ултразвуком са графитом као сировином, Н-метил пиролидоном као растварачем и натријум хидроксидом као помоћним реагенсом. Гкдс садрже функционалне групе кисеоника и имају мање површинских дефеката, који су ближи структури оригиналног графена, али гкдс имају ниску растворљивост у води и лако се агломерирају у беле преципитате.
У овој студији, ксилан је коришћен за пасивизацију његове површине да би се добиле квантне тачке графена пасивизоване ксиланом (ГКДс@килан). У поређењу са пре пасивизације, ГКДс@килан Стабилност у води је побољшана, квантни принос је такође повећан са 19,12 процената на 36,63 процената, а животни век флуоресценције је повећан на 7,47 нс. ГКДс@килан На интензитет флуоресценције мање утиче пХ и може се одржавати у основи непромењен у опсегу од пх=6 ~ 10. Као флуоресцентна сонда, селективна детекција фе3 плус у раствору се реализује на основу ефекта унутрашњег филтрирања, а линеарни опсег детекције је 0 ~ 75 μ М. Граница детекције је 92,8 нм.
Ова студија у потпуности користи карактеристике да вишеструко разгранати ксилани лако формирају густе полимерне шкољке. По први пут се користе ксилани за модификацију површинске пасивације квантних тачака графена, припремају се композити квантних тачака ксилан/графена и добија се ефикасна флуоресцентна сонда за селективну детекцију трагова фе3 плус.
2. Припрема златних сребрних биметалних наночестица зеленом редукцијом ксилана и његовог ефекта Раман појачања:
Коришћењем ксилана као редуктора и стабилизатора, хлороауринске киселине као прекурсора злата и торунског реагенса као прекурсора сребра, припремљене су структуре језгро-љуска различите дебљине љуске у зеленој Ау@Аг и Ау Аг шупљој легури. Додатак ксилана избегава употребу токсичних хемијских реагенаса и поједностављује процес синтезе. Ксилан омотан на површини наночестица не само да стабилизује наночестице и чини их равномерно диспергованим у воденом раствору, већ и побољшава његову способност да се одупре Х2О2 оксидацији и корозији, формира вруће тачке између међусобно повезаних наночестица и побољшава перформансе површинског Рамановог побољшања наночестица. Језгро-љуска са уједначенијим обликом припремљена је оптимизацијом количине ксиланских Ау@Аг наночестица, уз избегавање стварања кластера нано сребра. У поређењу са легуром Ау Аг, чистим Ау и чистим Аг наночестицама, Ау@Аг обложеним ксиланом. Раманов сигнал 4-меркаптобензојеве киселине има јачи ефекат побољшања, а граница детекције достиже 1нм. Поред тога, Ау@Аг наночестице омотане ксиланом могу да открију Судан И, загађивач хране, са границом детекције од 0.126ппм.
Користећи редуктивне крајње групе и структуру макромолекуларног ланца молекулског ланца ксилана, ова студија је истраживала методу припреме златно-сребрних биметалних наночестица са ксиланом као зеленим редуктивом и стабилизатором, и обезбедила једноставну, зелену и ултра осетљиву технологију детекције површине за храну / животну средину. процена безбедности.
3. Студија о синтези и перформансама ксилан-г-хитозана кватернарне амонијум соли / монтморилонит за задржавање и помоћ при дренажи:
Да би се комбиновале ретенциона и дренажна својства ксилана, кватернарне амонијумове соли хитозана и монтморилонита, ољуштени нанокомпозити кватернарне амонијумове соли ксилан-г-хитозана / монтморилонит (ксилан-г-кцс) припремљени су хемијском реакцијом клика и реакцијом интеркалације нова помоћ за задржавање и одводњавање.
Прво, хитозанска кватернарна амонијумова со (КЦС) се убацује у простор слоја монтморилонита да би се проширио размак слојева монтморилонита, а затим је молекуларни ланац ксилана и КЦС повезан у простор слоја монтморилонита кликом хемијске реакције. У овом процесу, размак слојева монтморилонита се даље повећава до уклањања.
У поређењу са три сировине, перформансе задржавања и дренаже килан-г-кцс нанокомпозита су знатно побољшане. Максимална ефикасност флокулације калцијум карбоната је 37,41 одсто. Када је количина додатка 0.01 мг/г, степен мучења је најнижи.
Поред тога, повезивањем негативно наелектрисаног ксилана са позитивно наелектрисаном кватернарном амонијум сољу хитозана, избегава се акумулација наелектрисања изазвана КЦС у затвореном систему. У овој студији, ксилан је калемљен и модификован хемијом клика. Користећи ксилан као полианион електролит, има много грана и лако се хидрира и бубри. Истовремено, у комбинацији са предностима хитозана и монтморилонита, побољшана су својства задржавања и дренаже ксилана и развијен је нови адитив за производњу папира.
4. Припрема и студија перформанси ксилан угљеничне кугле / графенског суперкондензатора:
Након што је ксилан растворен у систему натријум хидроксид/уреа, азотом допиране ксиланске угљеничне сфере (КСЦС) су припремљене хидротермалном карбонизацијом, а затим су активиране ксилан угљеничне сфере (акцс) добијене активацијом КОХ на високој температури. Затим су акцс и аскорбинска киселина истовремено додати у раствор графен оксида, а активиране сфере ксиланског угљеника / филм графен оксида (акцс/го) су добијене усисном филтрацијом, а затим је поново додата аскорбинска киселина да би се смањио го. У процесу редукције композитне мембране, отвор у спољашњем слоју ће постати хидрофобан након што се редукује у РГО, спречавајући продирање редуктанта у унутрашњост мембране. У овом тренутку, аскорбинска киселина у мембрани може смањити го ин ситу, а угљенична кугла као конектор графенске ламеле повећава брзину преноса набоја између слојева графена, тако да се побољшава специфична капацитивност акцс/рго композитне мембране. У систему са двоструком електродом, густина струје је 1А? Када је г-1, има специфичан капацитет од 755мф/цм2, густина снаге је 22,5 ~ 2250мв/цм2, а густина енергије је 11,88 ~ 25,2мвх/цм2. Након 10000 циклуса, стопа задржавања капацитивности је 108,7 процената.
У овој студији, ксиланске угљеничне сфере су припремљене коришћењем предности високог приноса ксиланског хидротермалног угљеника, а електродни материјали суперкондензатора припремљени су мешањем са графеном, што је проширило поље примене ксилана.
5. Студија о детекцији Цр (Ⅵ) у води помоћу монослојних квантних тачака графена самопасивације ксилана у комбинацији са микрофлуидном контролом:
Једнослојне квантне тачке графена (сгкдс) се обично припремају од ароматичних молекула или других прекурсора угљеника методом одоздо према горе.
У овој студији, квантне тачке графена самодопиране азотом (н-сгкдс) су по први пут припремљене у хидротермалним условима уз помоћ наох/урее и ксилана без бензенског прстена као прекурсора. У овом процесу, ксилан се потпуно раствара и формира комплекс са наох/уреом. Када се карбонизира у хидротермалној реакцији, уреа се разлаже и ослобађа амонијак и угљен-диоксид, што промовише формирање једнослојних квантних тачака графена и омета њихову интеракцију и агломерацију. Припремљене квантне тачке графена су допиране са 1,38 процената азота, квантни принос је 23,8 процената, животни век флуоресценције је 5,76 нс, а површина је самопасивирана непотпуним карбонизованим ксиланом, чиме се избегава агломерација квантних тачака. Самопасивиране монослојне графенске квантне тачке ксиланом имају добру селективност и осетљивост када се користе као флуоресцентна сонда за детекцију Цр (Ⅵ) у води. Пасивациони слој избегава мешање других јона у води, а могу га оштетити само јаки оксиданти као што је Цр (ВИ). Опсег линеарне детекције Цр (Ⅵ) је 5 ~ 150 μМ. Граница детекције је само 4,1 μМ. Уграђивањем квантних тачака у хидрогелове и њихово интегрисање у микрофлуидне чипове, остварује се визуелна детекција Цр (ВИ).
У овој студији, ксилоза је хидротермално претворена у једнослојне графенске квантне тачке допиране азотом. Уз помоћ наох/урее, обезбеђен је нови начин припреме једнослојних графенских квантних тачака са неароматичним молекулима, а обезбеђена је једноставна и лака метода визуелизације за праћење водене средине.