羧乙基化和碱预处理玉米芯渣制备纳米纤维素的研究
2021-10-03陈长明陈京环刘金刚
中国造纸 2021年7期
陈长明 陈京环 刘金刚
(1.金红叶纸业集团有限公司,江苏苏州,215126;2.中国制浆造纸研究院有限公司,北京,100102;3.制浆造纸国家工程实验室,北京,100102)
纳米纤维素是一种来源于植物或其他微生物的可再生纳米材料,具有高比表面积、高强度、低密度、低热膨胀性、高羟基表面反应性、可生物降解性和环境友好性等特点,已被用于制备各种功能材料[1],在造纸、食品、化妆品、复合材料、能源和生物医学领域具有巨大的潜在应用价值[2-8]。通常纳米纤维素由木材纤维原料制得,近年来,以禾本科植物、农林废弃物(如竹子、小麦秸秆、麦草浆、甘蔗渣、棉秆、豆渣、香蕉茎等)作为纳米纤维素的原料也逐步受到关注[9-14]。
玉米芯渣是以玉米芯为原料经酸水解或碱水解提取木糖后剩余的残渣[15]。据估计每生产1 t 木糖约产生9~11 t 的玉米芯渣。这些废渣目前尚未被充分利用,一般作为废弃料燃烧处理,既浪费了资源也污染了环境。玉米芯渣中主要组分为纤维素和木质素,以及少量半纤维素,将之转化成有价值的产品可推动玉米芯的综合性高值化利用。
目前已有采用玉米芯渣为原料制备纳米纤维素的报道,但通常都是将废渣中的木质素除去后,再用剩余的纤维素制备纳米纤维素。Liu 等人[16]首先将玉米芯渣漂白除去原料中的木质素,再分别采用硫酸水解、甲酸水解、2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧基(TEMPO)氧化和PFI 磨浆的方法制备了4 种不同的纳米纤维素并进行了表征,结果表明,玉米芯渣可被视为一种很有前途用于制备纳米纤维素的原料。……
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