拟用于可穿戴气敏传感器的二氧化钛/纳米纤维素复合膜制备及表征

周静¹，童欣^1,2,3，沈文浩¹

1. 华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室2. 浙江科技学院浙江省废弃生物质循环利用与生态处理技术重点实验室3. 电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室

摘 要：使用纤维素酶和木聚糖酶（酶活比9:1）组成总酶活为10 U/mL的复合酶液,以桉木浆为原料在50℃水解12 h,获得平均长度约625 nm、平均直径50 nm的棒状纳米晶纤维素（NCC）。以所制备的NCC为原料,采用真空抽滤法获得了透明柔性NCC膜,其弹性模量为8178 MPa,抗张强度为33 MPa,透光度为90.86%,裂断应变为99%,表明NCC膜具有良好的力学性能和透光性,可用作柔性器件的基底材料。然后,进一步在NCC中加入气敏材料纳米二氧化钛（TiO₂）胶体,采用真空抽滤法获得了TiO₂/NCC复合膜。研究结果表明,添加少量TiO₂（1%、2%、4%）的TiO₂/NCC复合膜依然具有良好的透光度（90%以上）与物理性能（弹性模量4906 MPa、抗张强度37 MPa、裂断应变45%）。在室温下,TiO₂/NCC复合膜对氨气具有气敏响应,以及良好的选择性和稳定性。这些研究结果为制备高性能的TiO₂/NCC可穿戴气敏传感器的进一步研究奠定了良好基础。

关键词：复合酶解法;纳米晶纤维素膜;二氧化钛;物理性能;