低共熔溶剂体系预处理制备纤维素纳米纤丝及其性能研究
2021-09-16马光瑞杨桂花李伟栋吉兴香陈嘉川
林产化学与工业 2021年4期
马光瑞, 和 铭, 杨桂花, 李伟栋, 吉兴香, 陈嘉川
(齐鲁工业大学(山东省科学院)生物基材料与绿色造纸国家重点实验室;制浆造纸科学与技术教育部重点实验室,山东 济南 250353)
纤维素纳米纤丝(CNF)是一种应用前景广阔的功能性天然高分子材料,具有纳米级尺寸、高比表面积、良好的亲水性、生物可降解性、高抗拉强度和刚度等优良特性[1-3]。近些年,从木材等可再生资源中提取CNF的方法引起了科研工作者的广泛关注,已成为生物质纳米材料研究领域的一个热点[4]。CNF可由植物纤维等生物质资源经化学预处理或酶促预处理,结合机械处理的方法制备获得[5-6]。尽管化学预处理和酶促预处理能够提高纤丝化的效率,降低纤丝化过程中的能耗,但生物酶的成本相对较高且酶解时间较长,化学预处理过程中所用试剂对环境会产生一定的影响[7],这都在一定程度上限制了CNF的制备及应用。因此,探寻低成本、绿色环保、可循环利用且高效的预处理方法,对降低CNF制备成本及其产业化应用具有重要意义。低共熔溶剂(DES)通常由氢键供体以及氢键受体组成,将2种或3种组分按照一定比例混合,之后通过加热可得到混合液体[8]。因具有易得、可回收[8-9],以及低毒性、可生物降解性、良好的溶胀性和均匀溶解性等优良特性[10],在生物质资源化利用和转化研究领域得到广泛重视[11-12]。目前最常使用的DES是季铵盐类,其中氯化胆碱是最常用的,但采用DES体系制备纳米纤维素的研究只有少量报道。……
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