张淑亚 徐 婷 张 宁 刘嘉琳 林謦怡陈佳宁 杜海顺 司传领，*

（1.天津科技大学轻工科学与工程学院，天津市制浆造纸重点实验室，天津，300457；2.美国奥本大学化学工程学院，美国奥本，AL 36849）

作为地球上储量最丰富的天然高分子化合物，纤维素被认为是将来代替煤炭、化石燃料等不可再生资源的理想选择[1-2]。近年来，纤维素纳米晶体（Cellu⁃lose Nanocrystal，CNC）因其独特的纳米结构和理化性能而备受关注，在柔性电子器件、高性能生物降解材料、生物医药工程等领域有着巨大的应用潜能[3-4]。图1为酸水解纤维素制备CNC的原理图。如图1所示，在纤维素结构中，同时存在结晶区和无定形区，CNC主要是通过化学或物理方法处理去除纤维素的无定形区，保留纤维素的结晶区制备而成[5-6]。目前CNC主要通过无机酸水解法制备，以硫酸水解法最为广泛。此外，CNC还可通过酶解法制备得到。Fil⁃son等人[7]利用内切聚葡萄糖酶在不同温度、介质和pH值的条件下水解再生纸浆，得到的CNC平均直径为30～80 nm，长度为100 nm～1.8μm，平均Zeta电位为-31.37 mV。表1对比了无机酸水解法和酶解法所需的试剂、条件及相应的优缺点。

图1 酸水解纤维素制备CNC的原理图[8]Fig.1 Schematic diagram of preparation of CNC by acid hydrolysis of cellulose[8]

表1 不同制备方法所需试剂和优缺点Table 1 The reagents,advantages and disadvantages of different preparation methods

由于传统无机酸水解法不仅会对设备造成腐蚀，而且存在能耗高、废液不可回收等缺点，不符合环境友好型发展的要求。酶水解法制备CNC存在得率低、成本高、表面电荷低、分散性差等缺点[18]。因此，亟需开发出更加绿色、符合可持续发展的CNC制备方法。近年来，一些新兴的、绿色可持续制备CNC的方法逐渐被开发出来，例如有机酸水解法、固体酸水解法、亚临界水解法、离子液体处理、低共熔溶剂处理、氧化降解法以及电子束辐射法。……