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基于天然生物质的纳米纤维素(NFC),由于具有低密度特性、高长径比、高机械强度、晶体高度有序等结构性能,以及优良的生物相容性和生物可降解性,有望取代石油基聚合物材料应用于透明薄膜,柔性电子,生物医药、组装工程等领域。目前,关于纳米纤维素的制备技术和表面改性等方面的研究成为国内外研究的热点。因此,如何优化纳米纤维素精细分离、形貌结构以及表面基团控制,与功能材料形成有效复合接枝成为制备新型纤维素基纳米复合材料的关键。本文分别采用酸水解法和高压均质法从多种植物中提取制备纳米纤维素,通过不同的改性或组装方式,构筑了基于纳米纤维素的荧光纳米复合材料。1)以蒜皮、麻纤维、海带、浒苔为原料,通过酸水解法制备得到纳米纤维素,研究了酸水解过程中不同处理阶段样品形貌及晶型变化规律,并与高压均质法进行了对比分析。酸水解制得的纳米纤维素形貌呈纤维状,直径为10~50 nm,长度达几微米,长径比大于50,结晶度较高,其中蒜皮的结晶度可达74.2%;酸水解法得到的纳米纤维素具有更好的热稳定性,而高压均质法制得的纳米纤维素具有更高的长径比;采用TEMPO氧化法对纳米纤维素表面羟基羧基化改性,研究表明TEMPO氧化改性在引入羧基的能够同时保持纳米纤维素的形貌结构稳定性。2)以冬瓜汁为原料,通过一步水热法制备了氮掺杂的荧光碳点(CDs),与表面羧基化的NFC复合接枝,制得NFC/CDs纳米复合材料。荧光CDs的直径为4.5~5 nm,表面存在大量羟基、羧基以及含氮官能团,当激发波长为360 nm时,CDs的荧光强度达到峰值,对应的发射波长为448 nm,呈现蓝色荧光,对hep G2细胞无毒害作用,具有良好的细胞相容性及细胞成像特性。NFC/CDs纳米复合材料用于重金属离子Cu2+的检测吸附,经冷冻干燥后的NFC/CDs纳米复合材料具有网状多孔结构,有利于Cu2+的大面积快速吸附,检测浓度极限可达1μM。3)对Na YF4:Yb,Er(UCNPs)进行表面环氧化改性,实现UCNPs与NFC表面羟基的组装接枝,经压滤挤出快速脱水制得具有优异发光性能的NFC/UCNPs复合纳米纸。该荧光纳米纸复合兼具NFC纳米纸的透光性和UCNPs的荧光性能,其透光率与980 nm激光激发下的荧光强度受UCNPs含量影响,荧光强度随UCNPs增加而增强,而透光率降低,纳米纸中NFC/UCNPs构成的异质互穿网状结构有利于荧光纳米纸的光学稳定性。