JOURNAL OF LIGHT INDUSTRY

CN 41-1437/TS  ISSN 2096-1553

烟用醋酸纤维素基超轻气凝胶的构筑及表征

吴峤 庄虎 肖静淑 周彬 郝欣 杨俊鹏 王昊 张敦铁

吴峤, 庄虎, 肖静淑, 等. 烟用醋酸纤维素基超轻气凝胶的构筑及表征[J]. 轻工学报, 2026, 41(2): 126-132. doi: 10.12187/2026.02.012
引用本文: 吴峤, 庄虎, 肖静淑, 等. 烟用醋酸纤维素基超轻气凝胶的构筑及表征[J]. 轻工学报, 2026, 41(2): 126-132. doi: 10.12187/2026.02.012
WU Qiao, ZHUANG Hu, XIAO Jingshu, et al. Fabrication and characterization of cigarette butt-derived cellulose acetate-based ultralight aerogels for tobacco applications[J]. Journal of Light Industry, 2026, 41(2): 126-132. doi: 10.12187/2026.02.012
Citation: WU Qiao, ZHUANG Hu, XIAO Jingshu, et al. Fabrication and characterization of cigarette butt-derived cellulose acetate-based ultralight aerogels for tobacco applications[J]. Journal of Light Industry, 2026, 41(2): 126-132. doi: 10.12187/2026.02.012

烟用醋酸纤维素基超轻气凝胶的构筑及表征

    作者简介: 吴峤(1991—),男,湖北省红安市人,湖北中烟工业有限责任公司工程师,主要研究方向为烟用材料、烟草化学等。E-mail:1799089471@qq.com;
    通讯作者: 张敦铁,17844628053@163.com
  • 基金项目: 湖北省自然科学基金面上项目(2022CFB463)

  • 中图分类号: TS49

Fabrication and characterization of cigarette butt-derived cellulose acetate-based ultralight aerogels for tobacco applications

    Corresponding author: ZHANG Duntie, 17844628053@163.com
  • Received Date: 2024-09-25
    Accepted Date: 2024-12-16

    CLC number: TS49

  • 摘要: 【目的】 实现烟蒂中醋酸纤维素的资源化利用,将其转化为高附加值材料,并探究其结构与性能特征。【方法】 采用溶剂清洗法制备回收醋酸纤维素(R-CA),结合静电纺丝技术将R-CA转化为纳米纤维,并采用冷冻干燥成型工艺进一步加工成气凝胶。采用傅里叶变换红外光谱仪、热重分析仪和差示扫描量热仪等对R-CA纳米纤维膜及其气凝胶的结构与性能进行分析。【结果】 R-CA与商用醋酸纤维素具有相似的化学结构,最大热降解温度相近,分别为355.0 ℃和357.5 ℃,说明纯化过程不影响R-CA的分子结构与热力学性能。随着R-CA纺丝浓度的增加,纤维形貌由串珠结构转变为均匀光滑的纳米纤维,纺丝浓度为17%时所得纤维直径分布最均匀,平均直径为336.8 nm。基于此纺丝浓度制备的纳米纤维经分散、均质化、冷冻干燥后,成功构筑三维网络结构气凝胶,其表观密度为8.59~11.55 mg/cm3,孔隙率高于99%,表现出极低密度和高孔隙特性。【结论】 本研究可有效回收R-CA并制备高性能气凝胶,为烟蒂资源化利用提供参考。
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  • 通讯作者:  张敦铁, 17844628053@163.com
  • 收稿日期:  2024-09-25
  • 修回日期:  2024-12-16
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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吴峤, 庄虎, 肖静淑, 等. 烟用醋酸纤维素基超轻气凝胶的构筑及表征[J]. 轻工学报, 2026, 41(2): 126-132. doi: 10.12187/2026.02.012
引用本文: 吴峤, 庄虎, 肖静淑, 等. 烟用醋酸纤维素基超轻气凝胶的构筑及表征[J]. 轻工学报, 2026, 41(2): 126-132. doi: 10.12187/2026.02.012
WU Qiao, ZHUANG Hu, XIAO Jingshu, et al. Fabrication and characterization of cigarette butt-derived cellulose acetate-based ultralight aerogels for tobacco applications[J]. Journal of Light Industry, 2026, 41(2): 126-132. doi: 10.12187/2026.02.012
Citation: WU Qiao, ZHUANG Hu, XIAO Jingshu, et al. Fabrication and characterization of cigarette butt-derived cellulose acetate-based ultralight aerogels for tobacco applications[J]. Journal of Light Industry, 2026, 41(2): 126-132. doi: 10.12187/2026.02.012

烟用醋酸纤维素基超轻气凝胶的构筑及表征

    作者简介:吴峤(1991—),男,湖北省红安市人,湖北中烟工业有限责任公司工程师,主要研究方向为烟用材料、烟草化学等。E-mail:1799089471@qq.com
    通讯作者: 张敦铁, 17844628053@163.com
  • 1. 湖北中烟工业有限责任公司 新型烟草制品工程中心, 湖北 武汉 430072;
  • 2. 湖北工业大学 生命科学与健康工程学院, 湖北 武汉 430068
基金项目:  湖北省自然科学基金面上项目(2022CFB463)

摘要: 【目的】 实现烟蒂中醋酸纤维素的资源化利用,将其转化为高附加值材料,并探究其结构与性能特征。【方法】 采用溶剂清洗法制备回收醋酸纤维素(R-CA),结合静电纺丝技术将R-CA转化为纳米纤维,并采用冷冻干燥成型工艺进一步加工成气凝胶。采用傅里叶变换红外光谱仪、热重分析仪和差示扫描量热仪等对R-CA纳米纤维膜及其气凝胶的结构与性能进行分析。【结果】 R-CA与商用醋酸纤维素具有相似的化学结构,最大热降解温度相近,分别为355.0 ℃和357.5 ℃,说明纯化过程不影响R-CA的分子结构与热力学性能。随着R-CA纺丝浓度的增加,纤维形貌由串珠结构转变为均匀光滑的纳米纤维,纺丝浓度为17%时所得纤维直径分布最均匀,平均直径为336.8 nm。基于此纺丝浓度制备的纳米纤维经分散、均质化、冷冻干燥后,成功构筑三维网络结构气凝胶,其表观密度为8.59~11.55 mg/cm3,孔隙率高于99%,表现出极低密度和高孔隙特性。【结论】 本研究可有效回收R-CA并制备高性能气凝胶,为烟蒂资源化利用提供参考。

English Abstract

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