纳米纤维素对小麦淀粉糊化和流变特性的影响

将不同比例微晶纤维素(microcrystalline cellulose,MCC)、纳米晶体纤维素(nanocrystaline cellulose,NCC)、纳米纤化纤维素(nanofibrillated cellulose,NFC)与小麦淀粉(wheat starch,WS)复配,对比研究纳米纤维素对小麦淀粉糊化和流变特性的影响。结果表明:NCC和NFC的加入均会使起始糊化温度降低,峰值和终值黏度升高,促进淀粉的糊化,且NFC的作用效果更明显;MCC则会阻碍淀粉的糊化,抑制淀粉的短期回生。NCC和NFC会促进小麦淀粉糊化时更多可溶性直链淀粉的渗出,与MCC相比显著提升小麦淀粉凝胶的持水能力。Power-Law方程拟合静态流变数据发现:MCC、NCC、NFC加入后小麦淀粉凝胶仍为假塑性流体,NCC和NFC可显著提高小麦淀粉凝胶的K值,是良好的增稠剂。动态流变试验发现NCC和NFC的加入增强了小麦凝胶的弹性,凝胶的结构更为致密,质地更坚硬。     

柠檬籽纤维素纳米晶/纳米纤丝协同稳定Pickering乳液包埋姜黄素研究

为提升姜黄素在递送系统中的稳定性,对柠檬籽纤维素纳米晶/纳米纤丝协同稳定的姜黄素Pickering乳液的贮存稳定性、姜黄素保留率及模拟体外消化展开研究。结果表明,柠檬籽纤维素纳米纤丝(lemon seed cellulose nanofibrils, LSCNF)和纤维素纳米晶(lemon seed cellulose nanocrystals, LSCNC)协同稳定的Pickering乳液[颗粒质量浓度为0.5%LSCNC(w/v,下同)+0.1%～1%LSCNF;油/水体积比为5∶5]可作为包埋姜黄素的良好载体。在包埋姜黄素后,其乳液的流变性能略有增强,有利于乳液的稳定,放置15 d后仍保持良好的物理稳定性;同时,姜黄素Pickering乳液可延缓姜黄素的降解速率。随着LSCNF浓度的增加(0.1%～1%),LSCNC/LSCNF协同稳定的乳液样品中姜黄素保留率逐渐增加,其中低温下(4℃)的保留率更高。随着LSCNF质量浓度的增加(0.1%～1%),乳液中的游离脂肪酸总释放率由40%降低至25%左右,但姜黄素生物可及性也轻微降低。研究表明,通过纤维素纳米晶和纤维素纳米纤丝协同稳定的...     

离子液体预处理/硫酸水解协同制备纳米纤维素及其稳定Pickering乳液初步研究

以微晶纤维素(microcrystalline cellulose, MCC)为原料,利用离子液体预处理/硫酸水解协同制备纳米纤维素,通过Zeta电位分析、原子力显微镜(atomic force microscope, AFM)、红外光谱、X-射线衍射(X-ray diffraction, XRD)和热分析探究不同质量分数的硫酸溶液(10%～40%)对纳米纤维素结构的影响,并对其稳定Pickering乳液性能进行初步研究。结果表明,经过离子液体预处理后,随着硫酸溶液质量分数增加(10%～40%),纳米纤维素得率逐渐下降,但Zeta电位绝对值逐渐增加;AFM结果表明纳米纤维素形态从长纤丝状网络结构逐渐变为短棒状结构,其长度逐渐减小但直径增加。XRD结果表明纳米纤维素同时具有纤维素I型和Ⅱ型晶体结构,结晶度降低。MCC制备纳米纤维素过程中,经离子液体预处理后氢键结构遭到破坏,热稳定性随着硫酸溶液质量分数的增加也逐渐降低。经不同质量分数硫酸溶液水解制备的纳米纤维素在不同颗粒质量浓度(1～5 g/L)和油相比例(30%～70%,体积分数)下均能稳定Pickering乳液,但40%硫酸溶液制备的...     

纳米纤维素作为药物载体的研究进展

药物载体(Drug Delivery)通常由高分子纳米材料构成,可以控制药物释放速率,实现药物靶向运输功能。纳米纤维素具有良好的生物相容性、低毒性和可降解性等优良性能,可作为一种理想的新型药物载体材料。本文总结了近几年纤维素纳米晶体、纤维素纳米纤丝、细菌纤维素等作为药物载体的研究进展,并对其与药物分子的结合方式做了简单的介绍。     

柚皮纳米纤维素的制备工艺优化及形态特征

该文以丰都红心柚的中果皮为原料,采用硫酸水解法制备柚皮纳米纤维素(nano-crystal cellulose,NCC)。以H2SO4浓度、反应温度、反应时间对得率的影响进行单因素试验和响应面优化分析,并对制备出的纳米纤维素结构进行扫描电镜、红外光谱和X-射线衍射等分析。在H2SO4质量分数为62%、反应温度为50℃、反应时间为78 min的条件下制备出的NCC得率最高,为63. 27%。通过扫描电镜观察得知柚皮NCC呈类球状结构均匀分布,粒径在100～200 nm;由红外光谱和X射线衍射鉴定出样品为纤维素Ⅰ型结构,结晶度达到53. 75%。相较于柚皮微晶纤维素(microcrystalline cellulose,MCC),制备出的NCC具有更规则的结构、更大的比表面积和更高的结晶度,使柚皮纤维素具有了更高的应用价值。     

玉米秸秆糠醛剩余物纳米纤维素薄膜的制备与表征

本研究通过硫酸水解、超声和TEMPO (2,2,6,6-四甲基哌啶氧化物)氧化3种处理方法分别制备了纳米纤维素（CFR-CNC、CFR-CNF和CFR-TNC）及相应薄膜,对纳米纤维素微观形态、结晶度、热稳定性和化学结构进行了表征,同时比较了纳米纤维素薄膜的形态和机械性能。结果表明,3种纳米纤维素具有不同的长宽比（29.2、163.7、132.2）和结晶度（62.5%、52.8%、43.9%）。红外光谱图表明,3种纳米纤维素的纤维素分子结构并未改变,且CFR-TNC成功引入羧基。3种纳米纤维素薄膜中,CFR-CNF薄膜具有较高的拉伸强度（36.6 MPa）,CFR-CNC薄膜具有较好的抗形变能力,并且3种薄膜均具有良好的透光性。     

CNC、CNF及BC对纸张加固效果的比较研究

采用X射线衍射、接触角、紫外可见光谱、热分析等手段对纤维素纳米晶体（CNC）、纳米纤丝化纤维素（CNF）、细菌纤维素（BC）3种纳米纤维素性能进行表征,分别采用这3种纳米纤维素分散液处理纸样,以研究它们对纸样的加固效果。结果表明,与CNC和CNF相比,BC具有结晶度高、成膜后致密性好,热稳定性、透光性及强度性能好的优点;3种纳米纤维素均能对纸样起到一定的加固效果,其中BC能大幅度提高纸样的强度性能,且对纸样颜色的改变程度较小。     

3D打印纳米纤维素凝胶材料

纤维素纳米晶体(CNCs)具有较好的制备性能,结晶度高、机械刚度大、强度高。然而,CNCs的高分散性限制了其可纺丝性。研究表明,对纳米纤维素氧化改性可以提高和优化材料的整体性能。选择氧化的纳米纤维素获得带有羧基的区域氧化CNCs(RO-CNC),利用多硫化钠(Na₂S_x)对CNCs末端区域进行氧化改性,制备了末端氧化纳米纤维素。对CNCs的形态进行表征,使用激光扫描制备的纤维素凝胶经诱导固化形成3D打印新材料。     

纳米纤维素的制备及其复合材料的应用研究进展

纳米纤维素包含纳米纤维素晶体、纳米纤维素纤维和细菌纳米纤维素3种类型。由于其具有高强度、大比表面积、高透明性等优良性能,成为目前纳米材料领域研究的热点。本文综述了近年来国内外纳米纤维素的主要制备方法,并对纳米纤维素在复合材料领域中的应用研究进行了总结。     

可控制备纳米微晶纤维素

以纳米纤维素为原料,通过多尺度微观结构设计,形成具有材料梯度和结构梯度的多层次结构,制造出具有超强机械性能的纤维素基复合材料将具有巨大的潜力。制备出性能可控的纳米纤维素原料是实现纳米纤维素功能化利用的前提条件。本研究采用浓硫酸水解法,在一定范围内可控制备了具有特定尺寸的纳米微晶纤维素,在此过程中研究了浓硫酸水解时间对制备的纳米纤维素得率、磺酸基团含量及纤维素降解产物的影响。     

甲酸水解法清洁制备纳米纤维素及其功能性应用和展望

纳米纤维素是一种绿色可再生的生物基纳米材料,由于其特殊的物化性质备受学术界和工业界的广泛关注。清洁高效的纳米纤维素制备方法的建立对实现其规模化生产和商业化应用尤为重要。本文主要综述了甲酸水解法清洁制备纳米纤维素的研究进展。与传统的无机强酸水解法相比,甲酸水解法制备纳米纤维素的主要优点包括：甲酸易回收和回用,可确保整个制备过程的清洁;甲酸在水解纤维素的同时,也与纤维素表面羟基发生反应,从而在纤维素表面引入酯基,同步实现纳米纤维素的制备与表面改性;通过反应条件的控制,可实现纳米纤维素形貌和性质的可控制备。此外,本文还概括介绍了甲酸水解法制备的纳米纤维素的功能性应用和展望。由于其特殊的表面性质,甲酸水解法制备的纳米纤维素在构建异质膜器件、Pickering乳液,以及橡胶和塑料复合材料加填等领域具有广阔的应用前景。     

纤维素纳米化处理技术研究现状

纳米纤维素因具有可再生、易改性以及优异的机械性能,在众多领域具有广阔的应用前景。植物来源的纳米纤维素主要包括纤维素纳米晶体和纤维素纳米纤维,本文主要介绍了以农副产品为原料的纤维素纳米化处理技术及其分类,包括制备纤维素纳米晶体的经典无机酸水解法以及有机酸水解法、低共熔溶剂法和离子液体法等新型制备方法。此外,还介绍了制备纤维素纳米纤维常用的预处理手段和制备方法,预处理方法包括以2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基氧化为代表的氧化法预处理以及酶法预处理;制备方法包括高压均质、精细研磨、高强度超声和高压微射流等技术。最后,对现行纤维素纳米化处理技术中存在的问题进行综合分析,并探讨了其未来研究需求,以期为纳米纤维素的绿色高效生产提供理论参考。     

纳米纤维素材料氧气与水蒸气阻隔性能的研究现状

纳米纤维素主要来源于植物纤维,具有比表面积高、强度高、密度低、透明性高、热膨胀低等特点,其特有的形态结构和表面性能使得纳米纤维素材料可以形成致密的网络结构进而提供优良的阻隔性能。本综述就纯纳米纤维素膜、纳米纤维素复合材料以及纳米纤维素涂布纸基材料重点讨论了纳米纤维素材料氧气与水蒸气阻隔性能的研究现状,以探讨纳米纤维素应用于包装材料的可能性。     

纳米纤维素的研究进展：2001～2015年收录文献检索分析

纳米纤维素具有可再生性、可生物降解性等优点,是当前纳米技术领域的研究热点。文章对有关纳米纤维素的相关论文、专利和国家自然科学基金资助项目情况进行了统计,分析了国内纳米纤维素的研究进展,以期为纳米科学领域的研究人员提供参考。检索关键词为纳米微晶纤维素、纳纤化纤维素、微纤化纤维素、细菌纤维素,检索时间范围为：2001.01～2015.10。研究结果表明,2011年后,纳米纤维素研究发展迅速,论文发文量呈快速上升趋势,并进入技术成长期；2010年后,相关专利申请数量稳步上升,纳米微晶纤维素和细菌纤维素的相关专利数量增长明显；2011年,国家自然科学基金相关项目的申请数量快速增多。     

纳米纤维素制备方法的研究现状

纳米纤维素由于其生物可降解性、低密度、高机械性能和可再生性而受到广泛关注。本文主要介绍了由木材或农业/林业剩余物生产的纳米纤维素的分类及制备方法,包括制备纤维素纳米晶体的无机酸水解法和酶水解法以及有机酸水解法、固体酸水解法、离子液体法、低共熔溶剂法和美国高附加值制浆法(American value added pulping,AVAP)等新型制备方法,同时介绍了制备纤维素纳米纤丝常用的预处理法和后续机械处理法,其中预处理法主要包括氧化、酶、有机酸、高碘酸盐氧化、低共熔溶剂、离子液体和溶剂辅助等多种预处理手段。最后分析了纳米纤维素的制备方法中亟待解决的问题,并展望了纳米纤维素的广阔应用前景。     

纳米纤维素增强可生物降解聚合物的研究进展

本文综述了纤维素纳米晶体(CNC)和纤维素纳米纤丝(CNF)在增强可生物降解聚合物中的研究进展。主要介绍了两种纳米纤维素及其制备方法,阐述了纳米纤维素的增强机理和复合材料的构筑方法,详细论述了纳米纤维素在增强聚乳酸(PLA)、热塑性淀粉(TPS)、聚己内酯(PCL)应用的研究进展。最后简要分析了纳米纤维素增强可生物降解聚合物在规模化和产业化上面临的挑战,并展望了其应用前景。     

超声波辅助酸法制备纳米薯渣纤维素的工艺研究

为了提高甘薯加工副产品的高值化利用,以甘薯渣纤维素为原料,应用超声波辅助酸法制备纳米薯渣纤维素。通过对超声波功率、酸体积分数、酸解温度和酸解时间4个影响因素进行单因素及正交试验,获得了纳米薯渣纤维素的最佳制备条件,并通过透射电镜和X-射线衍射对其进行进一步的分析。结果表明:纳米薯渣纤维素制备的最佳工艺参数为超声波功率120 W、酸体积分数65%、酸解温度55℃、酸解时间120 min,此条件下纳米薯渣纤维素的产率为42.85%;纳米薯渣纤维素的形态表现为不规则球状,粒径在20～40 nm范围内,并且其仍具有纤维素的晶型,结晶度有明显的提高。     

纳米纤维素制备的研究进展

近年来,资源与环境问题越来越受到人们的关注。开发利用可再生资源以替代煤、石油等化石资源成为必然的趋势。天然纤维是自然界中分布最广的可再生的生物高分子物质。由其制备得到的纳米纤维素是一种绿色、环境友好的纳米材料,具有一些独特的性能,如可再生、可生物降解及良好的机械性能等。纳米纤维素的制备研究对新型材料的发展具有重要的意义。本文介绍纳米纤维素的制备方法及研究进展。     

纳米纤维素及其在水性涂料中的应用研究进展

纳米纤维素具有高长径比、高结晶度、高杨氏模量、高强度等优点,加之其具有生物质材料的轻质、可降解及可再生等特性,使其成为一种改善水性涂料机械、光学、耐水等性能的优异选择。本文综述了纳米纤维素制备和改性方法,详细论述了纤维素纳米纤丝（CNF）和纤维素纳米晶体（CNC）对水性聚氨酯和水性丙烯酸涂料的性能改善机理及其应用研究进展。最后总结了纳米纤维素复合水性涂料研究现存的问题,并总结了未来的研究方向。     

静电纺丝和炭化法制备纳米纤维素储能材料研究进展

为促进纳米纤维素材料在储能领域的应用,综述了以其为原料,采用静电纺丝和炭化技术以及2种方法结合制备用于电池和超级电容器等电极材料和隔膜材料的工艺。通过分析发现:静电纺纳米纤维素材料具有电化学性能优异、柔性较好等优点,可用作增强材料与导电材料复合使用;炭化处理纳米纤维素材料具有独特微孔结构,比表面积大等特点,其存在的形态主要有气凝胶、纳米纤维膜及薄膜等;重点分析了2种方法叠加制备纳米纤维素材料在储能领域应用中存在的问题;提出构建环保、形态结构多样的天然基材储能器件是未来的发展方向,指出静电纺丝和炭化制备纳米纤维素材料在柔性储能器件和小巧型移动端储能设备中具有较好应用前景。