井麗敏 董 慧 王金霞 丁其軍 李 霞 韓文佳

（齊魯工業(yè)大學(xué)（山東省科學(xué)院）生物基材料與綠色造紙國家重點實驗室，山東濟南，250353）

隨著社會的進步和生活水平的提高，人們對空氣質(zhì)量的關(guān)注度越來越高[1]，某些揮發(fā)性有機物（VOCs）如甲醛等會對人體健康造成不可逆的傷害[2]。另一方面，隨著工業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展，對工業(yè)環(huán)境中氣體指標的要求也越來越高，如礦井空氣環(huán)境中易致窒息和易爆炸性氣體將直接影響工作人員的身體健康和環(huán)境安全[3]。因此，空氣中有害氣體或雜質(zhì)氣體的檢測和吸附變得尤為重要。

目前應(yīng)用較多的某些無機吸附材料[4]，如活性炭、骨炭、沸石等存在吸附效率低、重復(fù)使用率欠佳的問題。合成高分子類吸附材料如離子交換樹脂[5]，雖具有較好的機械性能，重復(fù)使用率較好，但其大部分不易降解，環(huán)境友好性較差。相比而言，生物基吸附材料如纖維素[6]、木質(zhì)素[7]、殼聚糖[8]等因具有來源豐富、易生物降解、可再生等優(yōu)點而引起了許多研究人員的廣泛關(guān)注。在眾多生物基功能材料中，纖維素在世界范圍內(nèi)分布最廣、儲量最大[9-10]。

纖維素經(jīng)化學(xué)改性后可直接用于氣體吸附，同時將纖維素與某些光子晶體、導(dǎo)電聚合物、熒光染料或碳量子點（Carbon dots，CDs）結(jié)合可用于選擇性檢測與吸附氣體。吸附機理包括物理吸附[11]、化學(xué)吸附[12-13]以及離子交換吸附[14]，檢測機理主要是由于分子內(nèi)發(fā)生了能級躍遷，進而導(dǎo)致紅移或藍移，宏觀上表現(xiàn)出結(jié)構(gòu)色的變化[15]，因此可以根據(jù)顏色的變化來測定特定物質(zhì)的有無，以及半定量檢測物質(zhì)的多少[16]。本文主要綜述了胺基化改性、復(fù)合型以及熒光型纖維素基氣體吸附與檢測材料的制備與應(yīng)用進展。

1 纖維素基氣體吸附與檢測材料的制備

1.1 胺基化改性纖維素基氣體吸附與檢測材料的制備

纖維素基功能材料往往需經(jīng)化學(xué)改性，其改性[17-18]主要通過表面羥基的某些化學(xué)反應(yīng)來實現(xiàn)，胺基化改性纖維素基氣體吸附與檢測材料的制備方法主要包括浸漬法和接枝法。

1.1.1 浸漬法

浸漬法是將有機胺等活性組分通過浸漬，以范德華力的形式負載到載體上的方法。優(yōu)點在于操作比較簡單、經(jīng)濟、能耗低、易于控制，可將有機胺一次性大量的負載到載體孔道內(nèi)，從而獲得較好的吸附能力，適用于多孔材料胺基化改性的大批量生產(chǎn)[19-20]。不足之處在于有機胺不能均勻分散到載體孔道內(nèi)，易發(fā)生團聚，有機胺與載體孔道表面的結(jié)合力較弱，致使材料的熱穩(wěn)定性較差，不能更好的應(yīng)用于實際工藝中。

1.1.2 接枝法

接枝法是通過化學(xué)反應(yīng)使改性劑結(jié)合到載體孔道表面的方法。優(yōu)點在于兩種物質(zhì)通過化學(xué)鍵方式結(jié)合[21]，所以改性材料的穩(wěn)定性和改性劑的分散性較好。缺點是載體表面分布的能夠與改性劑發(fā)生反應(yīng)的官能團數(shù)量有限，因此結(jié)合到載體孔道內(nèi)的改性劑數(shù)量有限，在接枝的過程中也會消耗一部分吸附基團，所以相比浸漬法，接枝法制得的吸附材料的吸附能力較差[22]，但因其材料的熱穩(wěn)定性較好，所以該法更多的應(yīng)用于實際工藝中。

1.1.3 改性劑

制備一個吸附性能良好的纖維素基吸附材料不僅取決于制備方法，選擇合適的改性劑也是至關(guān)重要的因素。部分有機胺的物理性質(zhì)如表1所示，用于纖維素基吸附材料的改性劑主要是胺基聚合物類以及有機硅烷類。

表1 部分有機胺的物理性質(zhì)[22]Table 1 Physical properties of some organic amines[22]

以改性劑N-（2-氨基乙基）（3-氨基丙基）甲基二甲氧基硅烷（APS）與纖維素納米纖絲（CNF）的反應(yīng)為例（反應(yīng)機理見圖1），其接枝反應(yīng)主要分為兩步：第一步APS中甲氧基水解成氨基硅醇，第二步氨基硅醇中的羥基與CNF表面羥基縮合失去1個H2O，以Si—O—C鍵連接生成氨基硅烷改性的CNF。APS與CNF中的羥基以牢固的化學(xué)鍵結(jié)合，不易分離。

圖1 APS改性CNF氣凝膠機理[23]Fig.1 Mechanism of APSmodified CNF aerogel[23]

1.2 復(fù)合型纖維素基氣體吸附與檢測材料的制備

復(fù)合材料是指將不同性質(zhì)的材料組分優(yōu)化組合而成的新材料，它不僅保持各組分材料的互補和關(guān)聯(lián)，而且可以獲得單一組分材料所不能達到的綜合性能。因此將其他種類的材料與纖維素復(fù)合成某種新型功能材料[24-25]，其往往可以使材料獲得更加優(yōu)異的吸附與檢測性能[26]。

Khamkeaw等人[27]以高比表面積的細菌纖維素衍生活性炭(BC-AC 500)為模板，合成了介孔ZSM-5（MFI）沸石，如圖2(a)所示。在聚四氟乙烯的高壓釜中制備了不同比例的BC-AC 500和沸石前體凝膠，并在180℃的旋轉(zhuǎn)烘箱中結(jié)晶48 h，結(jié)果發(fā)現(xiàn)該介孔ZSM-5沸石具有184～190 m2/g的比表面積、0.120～0.956 mL/g的高中孔體積和5～100 nm的寬孔徑分布，最大值約為25.3 nm。熊明誠[28]利用超聲波輔助對甲苯磺酸催化水解紙漿制備纖維素納米晶體（CNC），經(jīng)冷凍干燥后獲得纖維素氣凝膠，以纖維素氣凝膠和四丙基氫氧化銨作為雙模板劑，通過水熱法合成ZSM-5沸石，如圖2(b)所示。在最佳條件下該沸石的比表面積可達325.92 m2/g，總孔容0.244 cm3/g，對甲醛的吸附能力達185 mg/g，比商用ZSM-5沸石提高1倍多。所以與CNC相比，纖維素氣凝膠作為模板劑具有價格低廉、制備過程更為簡便等優(yōu)點，工藝成本較CNC低。

圖2 纖維素-沸石復(fù)合吸附材料的制備流程Fig.2 Preparation process of cellulose zeolite composite adsorbent

ZHAO等人[29]利用多孔芳香骨架材料PAF-1與氯磺酸反應(yīng)使其磺酸化制得PAF-1-SO3H，將PAF-1-SO3H與經(jīng)過硅烷化處理的CNF復(fù)合，制備具有一定疏水能力的復(fù)合氣凝膠（見圖3(a)）。制得的復(fù)合氣凝膠比表面積為557 m2/g，可用于氨氣吸附，吸附量可達7.2 mmol/g。這種單塊狀的吸附劑在實際污染物吸附中，使用方便、利于回收，具有潛在的應(yīng)用價值。

隨著人們對基于光子晶體的光學(xué)傳感器研究逐漸深入，將光子晶體與一些氣體敏感材料制備了某些對氣體有響應(yīng)的光學(xué)傳感材料[30]。與離子液體、金屬氧化物等材料在實際應(yīng)用方面存在制備方法復(fù)雜、光學(xué)性能差、不易保存等問題相比，纖維素不僅綠色環(huán)保，而且還有較好的光學(xué)性和優(yōu)質(zhì)的吸附性能。樸春梅[31]將纖維素與甲基丙稀酸甲酯（PMMA）光子晶體制備技術(shù)結(jié)合起來，得到如圖3(b)所示的纖維素光子晶體復(fù)合膜。通過控制PMMA膠體小球的粒徑，可使所得纖維素光子晶體膜的結(jié)構(gòu)色裸眼可見，且對應(yīng)結(jié)構(gòu)色可通過調(diào)節(jié)球粒徑覆蓋整個可見光波段。

圖3 纖維素復(fù)合吸附材料的制備流程Fig.3 Preparation process of cellulose composite adsorbent

近年來，導(dǎo)電聚合物材料如聚吡咯（PPy）、聚噻吩（PTh）和聚苯胺（PANI）因其低成本、高導(dǎo)電性、環(huán)境友好及易于在室溫條件下操作而在化學(xué)傳感應(yīng)用中受到關(guān)注[32]。摻雜有各種酸的PANI是研究最多的導(dǎo)電聚合物之一，因為容易沉積在各種基底上，并且電導(dǎo)率可以精確調(diào)節(jié)，所以比較適合應(yīng)用在氣體傳感中。為解決包括靈敏度、響應(yīng)/恢復(fù)速度、可逆性和選擇性不足等問題，一些研究人員將金屬氧化物或碳質(zhì)材料引入到PANI中，以改善作為氨傳感器的響應(yīng)性能。PANG等人[33]將電紡醋酸纖維素納米纖維脫乙?；苽湓偕w維素納米纖維，然后將所得纖維素納米纖維浸入TiO2溶膠中，將TiO2納米顆粒吸附在其表面，制備纖維素/TiO2復(fù)合納米纖維，如圖3(c)所示。利用苯胺的原位聚合在纖維素/Ti O2復(fù)合納米纖維表面沉積PANI，最終成功合成了纖維素/TiO2/PANI復(fù)合納米纖維。引入纖維素作為載體材料的優(yōu)勢在于不會妨礙PANI本身的某些特性，如降低氣體的導(dǎo)電性或選擇性等。YANG等人[34]采用原位化學(xué)氧化聚合法制備了十二烷基苯磺酸（DBSA）和聚二甲基硅氧烷（PAMPS）共摻雜PANI傳感復(fù)合材料（BC/PANIDBSA/PAMPS）。圖3(d)展示了用于制造BC/PANI-DB?SA/PAMPS復(fù)合材料的合成路線。

1.3 熒光型纖維素基氣體吸附與檢測材料的制備

目前，兼具吸附與檢測氣體的方法中光學(xué)傳感器[35]因其高靈敏度和良好的選擇性而日益受到關(guān)注。利用纖維素表面的活性位點可將發(fā)光物質(zhì)共價連接到纖維素骨架上，成功地將常見的聚集致猝滅（ACQ）發(fā)光物質(zhì)轉(zhuǎn)化為優(yōu)異的固體熒光材料。纖維素骨架對發(fā)光體的錨定和稀釋效應(yīng)與ACQ發(fā)光體之間靜電排斥之間的協(xié)同作用有效地抑制了發(fā)光體的聚集和自猝滅。

1.3.1 比例熒光型

研究表明基于僅一種發(fā)光體的熒光強度變化的傳統(tǒng)光學(xué)氣體傳感器，其測定精度易受發(fā)光體濃度、儀器、特別是外部環(huán)境（例如溫度、濕度等）的影響。此外，對于一種發(fā)光體，在大多數(shù)情況下熒光強度只有微小的變化，人眼對熒光亮度變化識別有限可能會增加實驗誤差，甚至導(dǎo)致裸眼檢測模式的失敗。比率熒光系統(tǒng)顯示出作為理想光學(xué)傳感器的巨大潛力，對于這種傳感器，通常有2種發(fā)光體，一種作為分析物的指示劑，另一種作為內(nèi)部參照物?；趶姶蟮目垢蓴_能力，內(nèi)置基準電壓源的自動校準效果可顯著提高檢測精度。更重要的是，通過合理選擇不同發(fā)光體而建立的復(fù)雜比率測定系統(tǒng)，使用肉眼，即視覺檢測或監(jiān)測，也能通過不同的熒光顏色變化精確地確定分析物。

研究人員將異硫氰酸熒光素（FITC）和原卟啉九（PpIX）分別與CA共價連接，獲得了發(fā)綠光和發(fā)紅光的纖維素基固體熒光材料，化學(xué)鍵的結(jié)合更有效地實現(xiàn)了分子尺度上的均勻分布并減輕熒光物質(zhì)的聚集行為[36]。此外，CA的化學(xué)固定作用可以有效地防止發(fā)光物質(zhì)在使用過程中的遷移和泄漏。Jia等人[37]設(shè)計并制備了基于纖維素的比率熒光材料，如圖4(a)所示，該材料具有優(yōu)異的胺響應(yīng)性，能夠?qū)崟r、直觀地檢測海鮮的新鮮度。通過利用纖維素鏈上的活性羥基，將異硫氰酸熒光素（FITC）作為指示劑，原卟啉九（PpIX）作為內(nèi)標物分別共價固定在CA上。隨后，通過簡單地混合不同比例發(fā)綠光的CA-FITC和發(fā)紅光的CA-PpIX，獲得了一系列雙發(fā)射固體熒光材料。

1.3.2 碳量子點型

除熒光染料外，碳量子點（CDs）作為一種新型熒光納米粒子，不僅具有傳統(tǒng)半導(dǎo)體量子點的光學(xué)性能，且具有毒性低、來源廣泛、生物相容性好、成本低等優(yōu)點。作為一種新型的熒光材料，它比傳統(tǒng)熒光染料的摩爾消光系數(shù)高出幾十倍，且熒光性能穩(wěn)定[38-39]。將CDs與納米纖維素結(jié)合不僅可通過引入助色基團調(diào)控客體發(fā)光材料的光學(xué)性質(zhì)，還可以通過螺旋結(jié)構(gòu)策略構(gòu)筑實現(xiàn)對熒光性能的調(diào)控，獲得的熒光材料發(fā)光性能精準、強度高且可操控。有研究人員[40]將羧甲基納米纖維素（CM-CNF）和通過自由基聚合制備不同CM-CNF-CDs含量（質(zhì)量百分比）的熒光氣凝膠吸附材料，見圖4(b)。

圖4 熒光型纖維素基吸附材料的制備Fig.4 Preparation of fluorescent cellulose based adsorbent

2 纖維素基氣體吸附與檢測材料的應(yīng)用

2.1 胺基化改性纖維素基氣體吸附與檢測材料的應(yīng)用

工業(yè)廢氣大量排放，化石燃料過度燃燒，導(dǎo)致大氣中CO2濃度增加，引起溫室效應(yīng)、全球氣候變暖等各種環(huán)境問題出現(xiàn)。CO2不僅是溫室氣體，也是一種酸性氣體，過高的濃度會導(dǎo)致海水酸化，致使海洋中珊瑚及浮游生物的減少[41]。在人類減少全球變暖的努力中，能夠從煙氣混合物或環(huán)境中捕獲CO2以處理人為CO2排放正吸引著越來越多研究人員的關(guān)注。采用吸附法對CO2進行吸附和固定，既可以降低CO2的排放，又可以將其儲存，以作他用。

氨基修飾[42]是CO2吸附劑的常用制備方法，見表2。氨基硅烷很容易與纖維素多孔材料反應(yīng)，從而提高機械性能并大量引入氨基。然而，具有3個烷氧基的硅烷試劑在表面易于水解和自聚合，導(dǎo)致內(nèi)部孔結(jié)構(gòu)的封閉，不利于捕集CO2。因此，使用具有2個烷氧基的氨基硅烷，可以避免不希望的官能胺位點的封閉，提高對CO2的吸附能力。

表2 胺基化改性纖維素材料用于吸附Table 2 Application of epidiamine modified cellulose materials in carbon dioxide adsorption

Liu等人[43]開發(fā)了孔隙率高于96.54%、超輕質(zhì)氨基修飾的球形纖維素納米纖維氣凝膠，通過與APS連接成功地將胺基引入其中。與傳統(tǒng)的無機多孔CO2吸附劑相比，該氣凝膠具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和較高的氮含量（5.482%），對CO2的吸附容量可達1.78 mmol/g。

ZHANG等人[44]通過將微晶纖維素酸水解后獲得纖維素納米晶體（CNC），最終制備球形CNC基水凝膠。通過水熱法處理，將APS接枝到球形CNC水凝膠上。最后，通過叔丁醇置換和冷凍干燥獲得氣凝膠樣品。由于化學(xué)吸附的存在，與未改性氣凝膠（0.26 mmol/g）相比，改性氣凝膠（2.63 mmol/g）在0.3 MPa壓力下吸附的CO2量大大提高，吸附結(jié)果與朗繆爾模型吻合較好，且該氣凝膠具有良好的循環(huán)使用性。

Wu等人[45]研究了胺負載量對吸附CO2能力的影響，通過一步化學(xué)反應(yīng)成功地制備了胺基雜化氣凝膠吸附劑。元素分析和紅外光譜表明，APS成功地接枝到CNF表面，且高濃度的APS接枝到CNF氣凝膠上會略微降低改性納米碳纖維的熱穩(wěn)定性和結(jié)晶度，但是聚合物氣凝膠的CO2吸附能力取決于聚合物表面的有效胺負載量，所以熱穩(wěn)定性和結(jié)晶度的降低不會影響材料的吸附能力。該材料對CO2的吸附量最高為1.91 mmol/g，胺效率為0.231。循環(huán)CO2容量的測量表明，在80℃下加熱樣品可以較容易地實現(xiàn)再生過程。

同時研究人員發(fā)現(xiàn)，目前對CO2有高吸附性能的纖維素基氣凝膠大多采用液相法制備，這導(dǎo)致了改性劑流失的問題。Zhu等人[46]以APS為改性劑，采用化學(xué)氣相沉積法制備了一種新型CNC氣凝膠。在保證CO2吸附性能的同時，提高了改性劑的利用率，表現(xiàn)出低比表面積（29.14 m2/g）的多孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的熱穩(wěn)定性。該氣凝膠的CO2吸附量達到1.50 mmol/g（25℃，0.1 MPa，純干燥CO2氣氛）。同時，APS-CNC氣凝膠在10次循環(huán)后顯示出優(yōu)異的CO2吸附/解吸可回收性。

為制備更加輕質(zhì)的吸附材料，Wei等人[48]采用冷凍干燥法制備了CNF基氣凝膠，所得氣凝膠通過浸漬在乙酸纖維素/丙酮溶液中進一步官能化得到乙酸化纖維素納米晶體（a-CNC）。由于整體結(jié)構(gòu)的各向異性，氣凝膠在軸向上柔軟且可彎曲，在軸向上的比彈性模量高達19.75 kNm/kg。乙酸基團的引入增加了氣凝膠對CO2的吸附能力，這使得功能化的氣凝膠可以用作CO2吸附劑。與氣凝膠表面形成醋酸纖維素的致密層不同，a-CNC在其上構(gòu)建了納米尺度的支架。這種精細的納米級支架不僅顯著提高了吸附劑的機械性能，而且在氣凝膠上提供了更多的物理吸附位點。

2.2 復(fù)合型纖維素基氣體吸附與檢測材料的應(yīng)用

復(fù)合材料具有可設(shè)計性和互補效應(yīng)，可提高材料的綜合性能。張輝等人[52]利用乙基纖維素（EC）中含有的大量醚氧鍵，其與離子液體有很好的相容性，制備了EC與離子液體共混膜，同時CO2分子上的π電子與離子液體（1-烯丙基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽）的烯丙基上自由電子對相互作用，CO2在膜表面上發(fā)生吸附或是吸收作用，進而使CO2優(yōu)先透過。制得的共混膜對CO2/N2的分離性有所提高，CO2的透過系數(shù)達到102.6 Barrer，較純EC膜相比增加了2.5倍，分離系數(shù)達到41，較純EC膜提高1倍多。

樸春梅[31]所制備的光子晶體纖維素復(fù)合膜檢測了不同濃度的丙酮、苯、甲苯、二甲苯、甲醛、氨氣等有毒性氣體。未接觸上述氣體前晶體膜的反射光譜圖如圖5(a)所示，發(fā)現(xiàn)當材料接觸丙酮、苯等易揮發(fā)性有機化合物氣體時，膜因陣列結(jié)構(gòu)溶解褪色，其反射光譜圖的變化如圖5(b)所示。該現(xiàn)象是源于化學(xué)吸附[53]，當揮發(fā)性有機化合物氣體滲入晶體內(nèi)部時，會與PMMA接觸發(fā)生溶解反應(yīng)，從而破壞其原有的有序結(jié)構(gòu)。當該晶體膜接觸NH3時，因陣列溶脹，膜可產(chǎn)生12 nm的紅移，結(jié)構(gòu)色從橘黃色變?yōu)殚偕?。該現(xiàn)象源于物理吸附，當NH3滲入到晶體內(nèi)部改變其內(nèi)部的晶格距離即改變了晶格常數(shù)，從而改變了其原有的結(jié)構(gòu)，使呈現(xiàn)不同的結(jié)構(gòu)色。王一飛等人[54]使用二甲基亞砜（DMSO）對制備的光子晶體膜進行改性，改性后的光子晶體膜用于檢測不同濃度的SO2氣體，其晶體膜的結(jié)構(gòu)色由紅色變?yōu)榘咨?，可實現(xiàn)裸眼檢測。

徐敏琪等人[55]利用離子液體作為溶劑，采用涂覆方法制備了多壁碳納米管/纖維素-羥丙基甲基纖維素氣敏導(dǎo)電復(fù)合材料，該材料對甲醛有較好的氣敏性，氣敏機理如圖5(c)所示，即復(fù)合材料在甲醛蒸汽中極短時間內(nèi)，該材料的電阻即可發(fā)生迅速變化，該現(xiàn)象源于當該材料吸附極性有機氣體時，破壞了纖維素與導(dǎo)電填料之間的氫鍵作用，使纖維素對導(dǎo)電填料的束縛作用大大減弱，聚集作用增強，導(dǎo)致材料的電阻迅速減少。

圖5 纖維素復(fù)合吸附材料光譜及機理圖Fig.5 Spectrum and mechanism of cellulose composite adsorption material

2.3 熒光型纖維素基氣體吸附與檢測材料的應(yīng)用

熒光檢測技術(shù)具有使用方便、檢測靈敏度高、選擇性好等優(yōu)點，能及時檢測到環(huán)境微量的氣體分子。將改性纖維素吸附劑與熒光物質(zhì)相結(jié)合，可以在發(fā)揮纖維素材料優(yōu)越吸附性能的同時配合熒光物質(zhì)的優(yōu)良檢測性能，從而可以達到同時吸附和檢測環(huán)境中特定氣體的目的。為了應(yīng)對食品安全問題的爆炸性增長，特別是在發(fā)展中國家，實現(xiàn)簡單、快速、低成本和準確的食品安全監(jiān)測系統(tǒng)變得更加緊迫和不可或缺[56]。生物胺被認為是監(jiān)測食品質(zhì)量和輔助疾病診斷的重要生物標志物，因為它們通常是由食品腐敗或內(nèi)源性組織代謝過程中外部微生物活動引起的氨基酸降解產(chǎn)生的。

Jia等人[37]所制備的基于纖維素的比率熒光材料，在5.0 ppm至2.5×104ppm的寬范圍內(nèi)，對生物胺表現(xiàn)出靈敏、顏色敏感、快速的響應(yīng)。由于纖維素衍生物優(yōu)異的溶解性和可加工性，所制備的材料易于加工成不同的材料形式，如圖6(a)所示包括印刷油墨、涂層、柔性膜和納米纖維素膜。電紡納米纖維素膜被成功地用作低成本、高對比度、快速響應(yīng)的熒光商標，用于視覺監(jiān)測海鮮的新鮮度，如圖6(b)所示。

圖6 熒光型納米纖維素膜用于檢測食品的示意圖Fig.6 Schematic diagram of fluorescent nanofiber membrane for food detection

3 總結(jié)與展望

與傳統(tǒng)的無機吸附材料相比，纖維素基吸附材料有著來源豐富、表面活性位點多，易被改性、綠色環(huán)保等獨特優(yōu)勢，是吸附材料的優(yōu)良基質(zhì)。但對纖維素進行官能團改性處理會提高成本，使制備工藝變得繁瑣，因此今后應(yīng)探索簡化的制備工藝，盡可能降低生產(chǎn)成本。另外也需兼顧提高氣體吸附與檢測材料的機械性能，使其在脫附過程中可以承受一定的外力或升溫帶來的影響。目前纖維素基功能材料多制備成膜、水凝膠或氣凝膠，雖然三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)提高了吸附質(zhì)在吸附劑中的分子間擴散效率，但該材料的吸附效率仍有可提高的空間，因此實現(xiàn)快速和完全的吸附也是未來的研究方向之一。在傳感檢測方面，目前已實現(xiàn)裸眼即視的檢測效果，但檢測的極限值仍需探索，同時制備工藝的簡化和改進也是未來需要關(guān)注的方向。隨著對纖維素基吸附材料的深入研究，該材料將會有更大的發(fā)展?jié)摿蛻?yīng)用前景。