新型無機(jī)耐火紙研究獲進(jìn)展

最近，中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所研究員朱英杰科研團(tuán)隊(duì)在新型無機(jī)耐火紙研究中取得系列進(jìn)展。該團(tuán)隊(duì)2014年成功制備出高柔韌性、生物相容性好、耐高溫、不燃燒的羥基磷灰石超長(zhǎng)納米線耐火紙 (Lu et al., Chemistry-A European Journal, 20, 1242-1246 (2014))，具有良好的應(yīng)用前景，受到國(guó)內(nèi)外媒體和學(xué)術(shù)期刊的廣泛關(guān)注和大量報(bào)道。之后，該團(tuán)隊(duì)又取得了一系列研究進(jìn)展。

在作為新型無機(jī)耐火紙構(gòu)建原料的羥基磷灰石超長(zhǎng)納米線制備方法探索方面，發(fā)展了一種具有普適性的油酸鈣前驅(qū)體溶劑熱法，采用多種不同的一元醇制備出高長(zhǎng)徑比的羥基磷灰石超長(zhǎng)納米線，納米線的長(zhǎng)度可達(dá)到100 微米以上，最大長(zhǎng)度甚至接近1000 微米;相關(guān)研究工作發(fā)表在《國(guó)際陶瓷》(Ceramics International, 41, 6098-6102 (2015))。另外，將油酸鈣前驅(qū)體溶劑熱法擴(kuò)展到多種不同的可溶性磷酸鹽磷源制備出高長(zhǎng)徑比的羥基磷灰石超長(zhǎng)納米線;相關(guān)研究工作發(fā)表在《材料快報(bào)》(Materials Letters, 144, 135-137 (2015))。在羥基磷灰石超長(zhǎng)納米線放大制備技術(shù)探索方面也取得了良好的研究進(jìn)展，發(fā)展了體積為10升級(jí)反應(yīng)釜的制備技術(shù)，并且具有良好的可重復(fù)性。目前正在開展羥基磷灰石超長(zhǎng)納米線的低成本制備技術(shù)的探索研究。

通過大量實(shí)驗(yàn)探索，發(fā)展了羥基磷灰石超長(zhǎng)納米線漿料的優(yōu)化配方、無機(jī)膠黏劑優(yōu)化配方和耐火紙抄造技術(shù)，所制備羥基磷灰石耐火紙的強(qiáng)度等性能得到明顯提高，耐火紙的尺寸由原來的幾厘米放大到A4尺寸(21厘米×29.7厘米)，可直接用于打印機(jī)彩色打印，效果良好。目前，所研發(fā)的羥基磷灰石耐火紙的主要性能指標(biāo)可達(dá)到復(fù)印紙國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，可應(yīng)用于書寫、復(fù)印機(jī)、打印機(jī)等特種辦公用紙、書法和繪畫紙、耐高溫標(biāo)簽紙以及檔案等重要文件的長(zhǎng)久保存等。

抗菌耐火紙由于其高效抗菌功能具有良好的應(yīng)用前景。紙和紙制品是人們生活和工作中不可缺少的用品，一些使用和交換頻繁的紙張，例如病歷紙、鈔票紙和各種票據(jù)等，細(xì)菌容易附著于紙的表面并通過人群傳播，對(duì)人體健康造成嚴(yán)重威脅。另外，重要館藏書籍和文物的保存也需要預(yù)防霉菌。因此，研制新型抗菌無機(jī)耐火紙具有重要的研究意義和實(shí)用價(jià)值。最近，朱英杰團(tuán)隊(duì)發(fā)展了新型抗菌羥基磷灰石耐火紙的制備技術(shù)，通過一步溶劑熱法制備出分散性好、含量可調(diào)控的納米銀復(fù)合羥基磷灰石超長(zhǎng)納米線，并成功制備出尺寸和厚度可調(diào)控的新型抗菌羥基磷灰石耐火紙，該紙具有高柔韌性、良好的生物相容性和高效抗菌性能，并且不燃燒和耐高溫。相關(guān)研究結(jié)果受到審稿人的高度評(píng)價(jià)，作為封面論文和熱點(diǎn)論文(Hot Paper)發(fā)表在《歐洲化學(xué)》上 (Xiong et al., Chemistry-A European Journal, 22, 11224-11231 (2016))。該論文發(fā)表后不久，7月17日ChemistryViews 以Nanowire Paper with Antibacterial Activity 為題對(duì)新型抗菌無機(jī)耐火紙的研究工作做了亮點(diǎn)報(bào)道。隨后8月1日，《化學(xué)工程》(Chemical Engineering)期刊以This paper has antibacterial activity 為題對(duì)該研究工作也做了亮點(diǎn)報(bào)道。

新型羥基磷灰石耐火紙的發(fā)明專利“高柔韌性耐高溫不燃的羥基磷灰石紙及其制備方法”已經(jīng)獲得授權(quán)(專利號(hào)ZL201310687363.2)。另外，該團(tuán)隊(duì)還建立了擁有多種儀器設(shè)備的耐火紙研究平臺(tái)，為新型無機(jī)耐火紙的研究工作提供了良好的科研條件和研究基礎(chǔ)。

目前，該研究團(tuán)隊(duì)正在重點(diǎn)開展新型無機(jī)耐火紙的應(yīng)用探索，主要研究工作包括特種無機(jī)耐火紙、功能化耐火紙、高效吸附過濾紙、阻燃材料和生物醫(yī)用材料等。

相關(guān)研究工作得到上海市科委、上海硅酸鹽所創(chuàng)新項(xiàng)目等的資助。