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用戶分享:島津XPS在生物質材料研究中的典型應用

來源:島津企業(yè)管理(中國)有限公司   2024年05月31日 10:19  

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img1 

生物質材料一般是指,以木材、竹材、農作物秸稈等農林廢棄物為原料,經過物理、化學、生物等處理方法制備得到的綠色、環(huán)保、低碳的一種新材料,對緩解我國的能源緊缺,發(fā)展低碳經濟,生物質能源有著越來越重要的作用。

 

南京林業(yè)大學現代分析測試中心,2012年購置了島津的AIXS UItraDLD X射線光電子能譜儀,經過十多年的安全運行,累計測試樣品數萬個,在生物質材料測試中積累了較豐富的經驗。在實際分析測試工作中,我們經常遇到的生物質材料有木質素、纖維素、生物質碳、木材等等?,F結合實際工作與部分文獻,和大家分享一下島津XPS在生物質材料測試中的應用。

 

1纖維素Cellulose

纖維素是植物細胞壁主要組成成分,因而是自然界含量非常豐富的天然高分子聚合物之一。由于纖維素表面含有大量的自由活性羥基,利用XPS技術,我們可以在圖1全譜中很直接地看到:纖維素的成分為C和O兩種元素,對C 1s高分辨譜圖做分峰處理后,其主要有C-C 、C-OH 、C=O/O-C-O。

 

img2 

1 纖維素

 

 

 

納米纖維素膜改性處理

納米纖維素膜經改性處理后,對膜表面進行XPS測試后,如圖2,N 1s峰明顯出現,說明成功加入了含N官能團。

 

圖示

描述已自動生成 

2 纖維素膜改性

 

2木材Timber

為了將木材應用于功能器件載體,通過對木材表面處理,并利用XPS對C 1s 譜圖分析,可以看到,經表面處理后(圖3),C-C 峰明顯減弱,C-OH成為最強主峰。

 

img4 

3 木材表面處理

 

4中,木材表面經低溫等離子體處理后,表面發(fā)生氧化,可有效改善木材表面的界面潤濕性,通過對C 1s峰分析,發(fā)現隨著處理時間的延長,含氧官能團明顯增加。

 

形狀, 多邊形

中度可信度描述已自動生成 

International Journal of Adhesion and Adhesive Volume 125, July 2023, 103435

4 木材表面等離子體處理

 

3秸稈Straw

從圖5全譜圖中可以看到,農作物秸稈表面主要有C、N、O、Ca、 S 、P 、Si等元素,通過對P元素精細譜的掃描,可以看到P 2p 峰發(fā)生明顯變化,秸稈的脫磷實驗效果明顯。

 

圖表, 折線圖, 直方圖

描述已自動生成 

5 農作物秸稈

 

 XPS能夠對表面層或薄膜的組成和結構提供有價值的信息,表征出表面的元素組成、元素價態(tài)及半定量分析,廣泛應用于材料、化工、輕工、生物等許多領域。依托本校林業(yè)工程“一流學科”優(yōu)勢,我們也將繼續(xù)和島津合作,共同研究并拓展XPS技術在生物質材料研究中的應用。

 

圖片包含 室內, 小, 桌子, 盒子

描述已自動生成 

島津全自動、多技術成像型X射線光電子能譜儀

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