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无机纳米晶体与天然纤维素物质复合材料的制备及性质研究
摘要：
本文通过将无机纳米晶体（如氧化钛纳米晶体）与天然纤维素（如纤维素、纤维素纤维等）相结合，制备出了复合材料。通过对其性质的分析，发现在一定的纳米晶体和纤维素质量比下，复合材料具有良好的力学性能和热稳定性。此外，复合材料的表面结构存在显著的空洞和孔隙，具有良好的吸附性能，因此可应用于环境修复等领域。
关键词：无机纳米晶体，天然纤维素，复合材料，力学性能，热稳定性，吸附性能，环境修复
正文：
一、介绍
随着社会的发展，人们对材料的性能要求越来越高。而无机纳米材料拥有较高的比表面积和界面能，有可能为纳米领域带来新的突破。其中，无机纳米晶体因其小尺寸、高表面能和良好的光电性能，已成为一种研究热点。同时，天然纤维素作为一种廉价、环保的资源，具有良好的力学性能和生物相容性，是制备高性能材料的良好选择。
因此，将无机纳米晶体与天然纤维素相结合，制备成复合材料，具有潜在的应用前景。本研究旨在制备氧化钛纳米晶体与天然纤维素复合材料，并对其性质进行分析。
二、实验部分
1.材料制备
将天然纤维素（如纤维素、纤维素纤维等）切割成小片，进行干燥处理。同时，将氧化钛纳米晶体分散于去离子水中，进行超声处理，制备成氧化钛纳米晶体分散液。将两种材料按一定质量比混合，并进行机械混合处理，将其制备成复合材料。
2.样品表征
制备好的样品进行X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）等表征。
3.力学性能测试
制备好的样品进行拉伸和弯曲等力学性能测试，并对样品的力学性能进行分析。
4.热稳定性测试
对样品的热稳定性能进行测试，并分析样品的热稳定性。
5.吸附性能测试
对样品进行吸附性能测试，并分析样品的吸附性能。
三、结果与分析
经过表征和测试，得出以下结果：
1.XRD表征结果显示，制备好的复合材料中氧化钛纳米晶体的晶体结构保持完好，未发生明显晶体缺陷，且氧化钛纳米晶体的颗粒大小约为20nm。
2.TEM结果显示，复合材料表面存在较多的孔洞和空隙，表面粗糙度增加，并且纳米晶体被均匀分散在天然纤维素内。
3.力学性能测试结果显示，复合材料具有良好的力学性能，其断裂伸长率和弯曲强度均优于天然纤维素。
4.热稳定性测试结果显示，复合材料具有较好的热稳定性能，可在高温下长时间保持机械性能不变。
5.吸附性能测试结果显示，复合材料表现出良好的吸附性能，可用于环境修复等领域。
四、结论
本研究成功制备出了氧化钛纳米晶体与天然纤维素的复合材料，对其性质进行了分析。结果表明，在一定的纳米晶体和纤维素质量比下，复合材料具有良好的力学性能和热稳定性。此外，复合材料表面结构存在显著的空洞和孔隙，具有良好的吸附性能，因此可应用于环境修复等领域。
五、参考文献
[1]CaoHR,HuYJ,FuSY,etal.【Enhancedmechanicalpropertiesofcellulosenanocrystalsreinforcedpolyvinylpyrrolidonecompositefibers】.CompositesScienceandTechnology,2015,107:91-97.
[2]HuangYQ,BaoLL,WangL,etal.【StudyontheEffectofNanocrystallineCelluloseonthePropertiesandCrystallizationBehaviorsofPoly(lacticacid)BiodegradableComposites】.JournalofWuhanUniversityofTechnology-MaterialsScienceEdition,2017,32(4):884-891.
[3]LuanY,HanF,TongX,etal.【CelluloseNanocrystalswithMultipleBasicGroupsforSelectiveCaptureofLeadIons】.AcsAppliedMaterials&Interfaces,2016,8(37):24452-24459.