产品名称

中文名称：双官能团纤维素纳米晶

英文名称：bifunctional cellulose nanocrystals

产品概述

羧基 / 磺酸基双官能团纤维素纳米晶（Carboxyl/sulfonic acid dual-functional cellulose nanocrystals，简称双官能团 CNC）是一类通过化学修饰在纤维素纳米晶（CNC）表面同时引入羧基（-COOH）和磺酸基（-SO3H）的功能纳米材料。它结合了纤维素纳米晶的天然优势与两种官能团的特性，在催化、吸附、复合材料等领域具有重要应用潜力。

技术参数

产品特点

表面电荷与分散性
羧基和磺酸基在水溶液中可电离为 - COO⁻和 - SO3⁻，使 CNC 表面负电荷密度大幅提高，通过静电排斥作用增强其在水或极性溶剂中的分散稳定性（不易团聚）。

酸性与催化活性
两种官能团提供 “弱酸性 - 强酸性” 协同位点，在酸催化反应（如油酸与甲醇的酯化反应、纤维素水解反应）中，可同时激活不同反应路径，催化效率远高于单官能团 CNC 或传统固体酸（如沸石）。

吸附性能
羧基的配位能力与磺酸基的离子交换能力结合，对重金属离子（如 Pb²⁺、Cd²⁺）、有机污染物（如染料）的吸附容量和选择性显著提升（例如，对 Pb²⁺的吸附容量可达 150-300 mg/g，远高于原生 CNC 的 30-50 mg/g）。

复合材料相容性
羧基和磺酸基可与聚合物（如聚乙烯醇、环氧树脂）中的羟基、氨基等发生反应，增强 CNC 与基体的界面结合力，从而提升复合材料的力学性能（如拉伸强度、冲击韧性）和热稳定性。

应用

水体污染物高效吸附

羟基通过氢键吸附有机污染物（如染料、酚类），磺酸基通过静电作用吸附重金属阳离子（如 Pb²⁺、Cd²⁺），实现 “有机 - 无机混合污染物” 的同步去除。

固体酸催化剂

磺酸基提供强酸性活性位点（可替代液体酸如 H₂SO₄），羟基则通过氢键固定极性反应物（如醇、酯），提升催化效率。

质子交换膜材料

磺酸基是质子（H⁺）的主要载体，羟基通过 “氢键网络” 辅助质子传递（形成 “Grotthuss 机制”），显著提升质子传导率。

其他信息

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