谷子秸秆微晶纤维素的制备与表征
2021-09-23栗晶晶王浩川付莎莉常智荆小院李毅肖畅朱子卿薛智权郭宁馨高建华
栗晶晶,王浩川,付莎莉,常智,荆小院,李毅,肖畅,朱子卿,薛智权,郭宁馨,高建华*
(1.山西农业大学 生命科学学院,山西 太谷030801;2.山西农业大学 农学院,山西太谷030801)
随着化石资源的日益枯竭,寻找可代替的再生资源已成为全世界的研究热点。作为化学能源的替代物,生物质资源的研究和利用受到人们的广泛关注。纤维素是生物界最丰富的有机物质之一,应用领域广泛。改型纤维素用途更广泛,例如微晶纤维素(Microcrystalline cellulose,MCC)是直径在20~80μm的纤维素颗粒,具有无毒、机械强度高、重量轻、可降解、可再生等特性[1,2],常被用作保水剂、药用赋形剂、悬浮稳定剂、药片粘结剂和填料、聚合物复合材料的增强剂等[3~5],广泛应用于食品、化妆品、医疗和制药等领域[6]。
为了提高生物质利用率,近年来人们尝试从多种材料中制备MCC,比如茶叶废料[2]、棉条[7]、油棕空果串[8]、稻草[9]、黄麻[10]、废纸[11]和阿尔法纤维[12]等。MCC常用碱处理和酸水解等化学方法来制备[9]。在此过程中,碱液对纤维素的溶胀作用去除了木质素和部分半纤维素[13];稀酸处理导致半纤维素进一步去除[9],强酸处理后糖苷键断裂,无定形区水解[14],并在一定程度上降低MCC链间聚合度使MCC的结晶度达到55%~80%[6,15]。但是制备过程中,传统加热方法耗时长且效率不高,因此,人们还尝试了多种辅助工艺,比如超声波、微波、物理挤压[16,17]、生物酶解[18]、水热解[19]等进一步提高处理效率。研究表明,与传统加热方法相比,将微波处理应用于微晶纤维素的制备可以缩短反应时间、提高反应效率,从而节省能源[9]。……