木质素含量对纤维素纳米纤维热稳定性的影响
2021-10-03王绪崇袁晓君陆丽蓉张日婧徐子越骆莲新
中国造纸 2021年7期
王绪崇 张 胜 袁晓君 陆丽蓉 张日婧 徐子越 孙 文 骆莲新,*
(1.广西大学轻工与食品工程学院,广西南宁,530004;2.广西清洁制浆造纸与污染控制重点实验室,广西南宁,530004)
近年来,全球化石能源的过度开发利用导致了环境变化和能源短缺。因此,人们对可持续和环保材料的研究越来越感兴趣。纤维素纳米纤维因其结构独特、性能优异和天然丰度成为很有应用前景的可再生材料,被认为是无毒性、可降解的低成本材料[1]。纤维素纳米纤维可用于制备无污染的电子产品元器件,如膜电极组件、有机发光二极管、可写触摸屏和储能材料等[2-3]。生物质组分的熔融温度和热稳定性较低是其普遍存在的问题,这一类电子元器件遇到高温及需要退火或是灭菌时容易损坏[4-5]。
纤维素纳米纤维的热稳定性与植物纤维中木质素含量有密切联系。Nair 等人[6]研究了松树皮中木质素含量对纤维素纳米纤维热稳定性的影响,研究结果表明,当木质素含量为21%和5%时,纤维素纳米纤维的初始降解温度分别为306℃和278℃,最大降解温度分别为390℃和319℃,证明木质素的存在显著提高了纤维素纳米纤维的热稳定性。
研究表明,纤维素纳米纤维制备前对原料进行预处理能有效改变木质纤维的细胞壁结构和成分,降低制备过程的能量消耗,提高纤维素纳米纤维得率[7-8]。目前纤维素纳米纤维制备的主要预处理方式有酸、碱、热水、有机溶剂和离子液体预处理等[9-10];其中热水预处理因低成本、绿色环保等特性,被广泛用于木质纤维的预处理[11]。……
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