高压均质处理次数对桉木纤维素纳米纤丝性能的影响

采用超微粒研磨技术对漂白桉木浆进行研磨预处理,再利用高压均质技术制备纤维素纳米纤丝（CNF）,探讨了高压均质处理对CNF结构及性能的影响。结果表明,增加高压均质次数有利于提高CNF的尺寸均一性及其悬浮液的稳定性;当高压均质处理20次时,CNF的Zeta电位达-29.4 mV,直径50～100 nm,长度1500～2000 nm,悬浮液稳定性较好;且制备的CNF膜保留了较强的亲水性,与水接触90 s后接触角仅30.8°。     

纤维素纳米纤丝复合材料在药物缓释中的应用

纳米纤维素具有可再生、环境友好、可生物降解、比表面积大、弹性模量高、生物相容性好等优异特性。利用纤维素纳米纤丝开发药物载体材料,有助于促进农林生物质资源的高值化应用。本文系统地综述纤维素纳米纤丝复合水凝胶材料、复合气凝胶材料、复合膜材料在药物缓释领域中的研究现状,阐述其药物缓释机理,并展望纳米纤维素在药物缓释领域的发展方向。     

纤维素纳米纤丝的制备和改性研究进展

近年来,纤维素纳米纤丝(CNF)因其独特的物理化学性能受到了广泛关注。当前,CNF主要采用化学或酶处理等方法对纤维进行预处理,再通过机械法对预处理后的纤维进行机械处理而得到。随着人们环保意识的日渐增强,可回收的有机酸水解法,低共熔溶剂预处理结合机械法制备CNF等已成为CNF制备领域的研究热点。本文综述了CNF的制备和改性研究进展,总结了CNF在制备和改性过程中存在的问题。此外,讨论了不同制备方法的优缺点,并介绍了环保、高效的CNF制备方法及其最新的应用领域。     

对甲基苯磺酸水解-高压均质法制备多尺度木质纤维素纳米纤丝

以杨木化学机械浆为原料,采用对甲基苯磺酸水解-高压均质法制备木质纤维素纳米纤丝（LCNF）;研究对甲基苯磺酸水解过程中木质素脱除规律及残余木质素对LCNF微观形态、尺寸、结晶结构和热稳定性的影响。结果表明,对甲基苯磺酸水解能有效去除木质素,削弱纤维间结合力,有利于高压均质过程中的微纤丝解离分散。与纤维原料相比,LCNF的无定形区遭到破坏,结晶度由43.9%增至66.0%。通过酸水解可以调控残余木质素含量,进而控制高压均质后LCNF的平均宽度,实现多尺度LCNF的制备。LCNF的木质素含量越低,LCNF分散性越好、尺寸越均一。当残余木质素含量为4.89%时,LCNF平均宽度最小（10.6 nm）,最大热失重降解温度（Tmax）在350～360℃。     

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。     

草酸水解制备纤维素纳米纤丝工艺条件的优化

运用响应面法对草酸水解制备纤维素纳米纤丝的条件进行设计实验,并运用Design-Export软件对影响纤维素纳米纤丝尺寸的3个重要因素即反应温度、草酸质量分数以及反应时间进行实验设计。通过软件优化得到编码方程,得出最佳反应工艺条件为:反应温度112℃,草酸质量分数36%,反应时间2. 5 h;在最佳工艺条件下得到的纤维素纳米纤丝的结晶度为65%,长度为1～1000 nm纤维素纳米纤丝含量为91. 6%,与预测值91. 4%相符合,表明编码方程合理有效。     

Fenton法制备的纤维素纳米纤丝在聚乙烯醇复合膜中的应用研究

利用Fenton试剂预处理溶解浆原料,高压均质后获得Fenton氧化纤维素纳米纤丝(Fenton Cellulose Nanofiber, F-CNF),随后采用溶液浇铸法制备了F-CNF添加量为1%～20%的F-CNF/PVA复合膜。通过扫描电子显微镜(SEM)、激光共聚焦显微镜(CLSM)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、万能力学实验机、溶胀实验、热重分析仪(TGA)等对复合膜的微观形貌、化学结构变化、力学性能、吸水溶胀性、热稳定性等进行了分析表征。结果表明,F-CNF与PVA分子间产生了大量的氢键缔合并发生了缩醛反应,两者具有良好的界面相容性,F-CNF可在PVA基质中均匀分散;添加F-CNF后,显著提高了复合膜的拉伸强度和弹性模量,降低了复合膜的吸水溶胀率,提高了其热稳定性。当F-CNF添加量为15%时,复合膜的拉伸强度为65.27 MPa,弹性模量为1460.32 MPa,与PVA膜相比,分别增加了217.77%和830.69%。     

低共熔溶剂预处理制备豆渣纤维素纳米纤丝的研究

采用氯化胆碱-草酸、氨基磺酸-尿素、氯化胆碱-柠檬酸分别经混合加热法制备了3种低共熔溶剂(DES),探讨了不同低共熔溶剂对豆渣纤维素预处理效果的影响。结果表明,3种DES均能够提纯豆渣纤维素,其中氯化胆碱-草酸体系对豆渣提纯纤维素效果最好,综纤维素含量为95.81%,且得到的α-纤维素含量高达92.60%,经高压均质后得到豆渣纤维素纳米纤丝(CNF),其直径为27～30 nm。氯化胆碱-柠檬酸体系和氨基磺酸-尿素体系分别预处理的豆渣经高压均质制备得到的纤维直径在0.1～0.5μm左右,未达到纳米级。     

阳离子化纤维素纳米纤丝的制备技术及应用进展

对阳离子化纤维素纳米纤丝（C-CNF）的制备工艺进行了详细介绍,重点分析了醚化法、接枝共聚法和静电耦合法3种纤维素阳离子化预处理技术的反应原理和研究进展,以期为C-CNF的高效制备提供借鉴。此外,还介绍了C-CNF在制浆造纸、生物医药和染料吸附领域的应用情况。     

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。     

磁性疏水性纤维素纳米纤丝气凝胶的制备及性能研究

以TEMPO氧化法制备的纤维素纳米纤丝（CNF）为原料制备CNF气凝胶,随后采用Fe₃O₄纳米粒子和十六烷基三甲氧基硅烷（HDTMS）对其进行改性制得磁性疏水性CNF气凝胶,并对其疏水性能、磁性、吸附性及其他各项性能进行表征。结果表明,交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺（MBA）可提高CNF之间的结合强度,使气凝胶结构更加稳定、不易被破坏。制备得到的气凝胶密度和孔隙率分别为0.015 g/cm³和99.02%,其水接触角可达133°,表现出优异的超疏水性,吸附倍率最高可达145 g/g（机油）;同时,添加Fe₃O₄纳米粒子使气凝胶具备较好的磁响应性能,有利于气凝胶的后期回收。     

基于OCC的纤维素纳米纤丝制备及其对废纸造纸增强作用研究

采用高锰酸钾氧化预处理废旧箱纸板(OCC),使其达到微纤维分离点,结合轻微的均质处理高效获得OCC基纤维素纳米纤丝(OCNF),得率约为70%。最优条件下制备的OCNF具有良好的纳米尺寸,长径比高达313,Zeta电位-21.0 mV,结晶度为69.23%,OCNF薄膜具有良好的力学性能(应力为44.16 MPa,应变为5.82%,弹性模量为2.55 MPa)及光学性能(透光率约为60%)。添加5%OCNF所抄纸张的抗张指数、撕裂指数及耐折度分别提升了27.74%、40.97%和228.57%。同时,白水的质量也得以大幅改善,浊度、悬浮物、COD_Cr分别降低了59.10%、48.08%和42.17%。     

TEMPO氧化纳米纤维素/壳聚糖涂布制备防油纸及其性能研究

本研究以未漂阔叶木浆为原料,在最适打浆度(70°SR)下制备定量为60 g/m²的防油原纸,通过表面涂布TEMPO氧化纳米纤维素(TCNF)和壳聚糖(CTS)的方法,提高纸张的防油性能,探究不同涂布量对纸张防油等级、耐热油性能、防溶剂性能、纸张物理性能的影响。结果表明,双层涂布TCNF和CTS,涂布量分别为2.5和1.4 g/m²时,纸张达到最高防油等级(12级),且纸张具有较好的耐热油和防溶剂性能,透气度0.003μm/(Pa·s),厚度为106μm。     

丙烯化改性纤维素纳米纤丝制备纳米刷复合物及其应用

利用丙烯酰氯（ACL）对纤维素纳米纤丝（CNF）进行改性,得到表面带有双键基团的丙烯酸纤维素纳米纤丝（ACL-CNF）,然后以ACL-CNF为主链,在自由基引发的条件下与甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（DMC）、丙烯酰胺（AM）和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（AMPS）进行自由基共聚以合成毛刷状复合物（PAADAC）;采用傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、固态¹³C核磁共振（¹³C NMR）对ACL-CNF的结构进行表征;采用透射电子显微镜（TEM）、流变仪、旋转黏度计对PAADAC结构和性能进行系统分析,并通过模拟驱替实验验证PAADAC驱油性能。结果表明,ACL-CNF的取代度随着ACL用量增加呈先增大后减小的趋势,当ACL与CNF质量比为3∶1时,ACL-CNF取代度最大,为2.31;与PAAD（无ACL-CNF）相比,PAADAC表现出较强的黏弹稳定性、耐温抗盐性;相对于水驱,PAADAC可提高原油采收率8.83个百分点。     

响应面法优化O3/H2O2组合工艺处理制浆中段废水的研究

本研究为提高臭氧（O₃）氧化处理制浆中段废水的COD去除率,以广西某造纸厂制浆中段废水为研究对象,采用O₃/H₂O₂组合工艺对其进行高级氧化处理。分别探究了废水初始pH值、O₃用量、H₂O₂用量、反应时间和搅拌速度等影响因素对废水色度和COD去除效果的影响。为提高最优工艺参数的精确度,对O₃/H₂O₂组合工艺参数进行响应面优化法分析。结果表明,在废水初始pH值=8、H₂O₂用量为1.0 mL/L、O₃用量为480 mg/L的工艺条件下,废水色度为85.7倍,色度去除率为99.3%;COD_Cr达208.2 mg/L,COD_Cr去除率为84.5%。     

Preparation and Characterization of Co3O4/Graphene/Cellulose Nanofiber Composite Films

Nanocellulose has served as an eye-catching nanomaterial for constructing advanced functional devices with renewability, light weight, flexibility, and environmental friendliness. In this study, Co₃O₄/graphene/cellulose nanofiber (CNF) flexible composite films, in which the CNF acted as a spacer for the graphene, were prepared via a facile and scalable vacuum filtration method. The effects of the CNF on the microstructure, hydrophilicity, thermal stability, tensile strength, surface resistance, and electrochemical performance of the Co₃O₄/graphene/CNF composite films were systematically investigated. The results showed that the synergistic interaction of the CNF and graphene substantially improved the overall properties of the Co₃O₄/graphene/CNF composite films, particularly their hydrophilicity and tensile strength. Meanwhile, Co₃O₄/graphene/CNF composite films with a CNF content of 4% appeared to have the optimal electrochemical performance, with an area specific capacitance of 56 mF/cm² and prominent capacitance retention of 95.6% at a current density of 1 A/g after 1000 cycles. This work demonstrated that the prepared Co₃O₄/graphene/CNF flexible composite films have great application potential in the field of flexible energy storage devices.     

pH响应性纤维素纳米纤丝/海藻酸钠基水凝胶的制备及其释药性研究

将纤维素纳米纤丝（CNF）和海藻酸钠（SA）共混,然后在CaCl2的交联作用下,制得具有pH响应性的CNF/SA水凝胶,并通过物理包裹的方式将阿司匹林（ASP）、CNF和SA三者混合均匀后,在CaCl2的交联作用下制得ASP/CNF/SA载药水凝胶,研究ASP在不同pH值环境中的缓释行为。结果表明,ASP/CNF/SA载药水凝胶的载药量为194 mg/g,包封率达49.9%,且药物分子和水凝胶都保持了很好的热稳定性。ASP/CNF/SA载药水凝胶的药物释放具有pH响应性,药物分子的释放速率随着环境pH值的升高而加快。在p H值为1.5～11.0的缓释条件下,药物的释放行为均为溶蚀作用。     

过氧化氢/臭氧-曝气生物滤池深度处理造纸废水生化出水

本研究采用过氧化氢/臭氧-曝气生物滤池组合工艺处理造纸废水生化出水,通过实验确定了优化操作参数,并对组合工艺的处理性能进行了探究。结果表明,组合工艺的优化操作条件为：pH值（7.3~8.4）、过氧化氢/臭氧投加量=113/60 mg/mg、氧化时间25 min、曝气生物滤池水力停留时间2.5 h、曝气生物滤池气水比3∶1。在优化操作条件下,过氧化氢/臭氧氧化后废水的生物处理适宜性显著提高;废水经组合工艺处理后,出水COD_Cr<20 mg/L、色度<10倍,达到企业废水回用水质要求。     

酸性低共熔溶剂预处理制备含木质素的纤维素纳米纤丝及其复合膜的研究

采用酸性低共熔溶剂（deep eutectic solvent,DES）预处理并结合高压均质法制备了含木质素的纤维素纳米纤丝（lignin-containing cellulose nanofibril,LCNF）,并与聚乙烯醇（PVA）共混制备了LCNF/PVA复合膜,探讨了2种酸性DES预处理的效果,分析比较了LCNF的特性及LCNF/PVA复合膜的性能。结果表明,乳酸-氯化胆碱（LC）和乙酸-氯化胆碱（AC）对半纤维素的提取率均达到78%以上,其中LC预处理后用乙醇洗涤的处理方式对木质素的提取率高达61.2%;DES预处理后,乙醇洗涤有利于木质素的分离;利用LC制备的纤维素纳米纤丝（LC-E-LCNF）的直径为50～100 nm;相较于纯PVA膜,LCNF/PVA复合膜的疏水性明显提高,应力提升至70.3 MPa,紫外屏蔽性接近100%,且具有良好的热稳定性和雾度,以及一定的保鲜性能,该复合膜有望应用于食品包装领域。