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。     

纳米纤维素在食品行业中应用研究进展

概述了纳米纤维素的种类,包括微纤化纤维素、纳米纤维素晶体和细菌纳米纤维素,以及3种纳米纤维素的特性及其主要制备方法;重点介绍了纳米纤维素在食品领域的应用,主要包括其作为食品添加剂、功能性食品成分及食品包装材料等其他用途,并对其未来发展进行展望。     

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。     

透明纸基材料的研究与应用

本文对透明纸基材料进行了定义和分类,阐明了纸基材料透明化的机理,叙述了透明纸基材料不同的制备方法及原理,介绍了透明纸基材料主要性能及其在文化艺术、包装、物流标签、新型建材、电子器件等领域的应用,重点分析了以纳米纤维素为原料的透明纸基材料在电子器件领域的潜在应用,指出了以微纳纤维为原料的透明纸基材料规模化制造面临的技术挑战。     

纳米纤维素的制备及应用

介绍了机械法制备微纤化纤维素(MFC)和化学法、生物法制备纳米微晶纤维素(NCC)及纳米纤维素在制浆造纸领域的潜在应用,并对纳米纤维素未来研究重点进行了总结。     

非木材纤维纳米纤维素的制备和应用进展

近年来,以非木材纤维为原料制备纳米纤维素及其应用成为科技和工业界关注和研究的热点。充分开发非木材纤维纳米纤维素相关技术可以有效提高农林废弃物资源的附加值。本文综述了非木材纤维纳米纤维素的制备方法及其在复合薄膜、食品、造纸工业、医用材料等领域的应用,并展望了非木材类纳米纤维素的发展前景。     

氨基纳米纤维素的制备及其抗菌应用研究进展

良好的生物相容性和可降解性使纳米纤维素成为一种绿色材料,并广泛用于食品和化工等领域,将纳米纤维素进行氨基化改性得到的氨基纳米纤维素保留了纳米纤维素的优点,而且纤维表面的正电荷还增加了材料的抗菌性能,可应用于生物医药等领域。本文从纳米纤维素的制备入手,探讨了几类常见的纳米纤维素在制备方法和形貌尺寸等方面的特征和差异;重点介绍了纳米纤维素的氨基化改性方法,包括常用的氨基化试剂和改性工艺;最后综述了氨基纳米纤维素的抗菌机理和在抗菌材料中的应用。     

多孔性纳米纤维素膜的制备及应用综述

首先简述了纳米纤维素膜的孔结构及其表征方法;然后以制备工艺为主线,详细论述了纳米纤维素制备、悬浮液配制,纳米纤维素膜制备对纳米纤维素膜多孔结构的影响;最后综述了多孔性纳米纤维素膜在导电储能材料、分离材料、吸附材料领域的应用。为了拓宽其应用领域,满足应用要求,采用单一的调孔方式具有一定局限性,将多种方式相结合制备特定孔结构的纳米纤维素膜,并复合其他材料制备功能性的多孔性纳米纤维素膜是未来的发展方向。     

纳米纤维素增强树脂基复合材料的研究进展

纳米纤维素作为一种绿色环保、可再生的新型功能高分子纳米材料,由于其具有密度低、比表面积大、刚性大等诸多优点,近些年来被广泛应用于树脂材料增强领域。本文首先介绍了纳米纤维素的种类及特性并例举了其在国内外几类常见树脂增强领域中的应用研究进展,其次探讨了纳米纤维素增强复合材料制备的关键因素,为纳米纤维素在相关领域的进一步应用和发展提供了参考,最后展望了纳米纤维素作为树脂增强材料的发展前景。     

纳米微纤丝纤维素及其在造纸中的应用研究现状

本文结合纳米材料定义,简述纳米微纤丝纤维素与传统意义纳米纤维素的共性与区别,在此基础上介绍此类纳米纤维素的制备方法及现阶段存在的主要问题。同时介绍了纳米微纤丝纤维素在造纸中潜在的应用方式,分析其对造纸规模化生产及纸张性能的影响并浅谈其发展面临的机遇与挑战。     

低共熔溶剂在纳米纤维素制备中的应用和研究进展

低共熔溶剂(DES)是由氢键供体和氢键受体混合而成的具有低熔点的混合物,作为一种绿色溶剂,DES在化学、材料、生物催化和生物质精炼等领域有着广泛的应用前景。由于DES可以使纤维素润胀,并减弱纤维素分子链之间的氢键结合,所以DES可以被应用于纳米纤维素的制备。而且DES容易回收和回用,可以使纳米纤维素的制备过程清洁、无污染。本文综述了DES法制备纳米纤维素的原理、工艺和研究进展,并讨论了DES法制备纳米纤维素需要注意的问题。     

纤维素的研究进展

纤维素是自然界最丰富的有机高分子,具有可再生、绿色和生物相容性,不仅在制浆造纸产品中得到大宗应用,也是化学化工的重要基础原材料。本文主要对纤维素的溶解、化学改性、纳米纤维素制备和纤维素/纳米纤维素新材料等方面的研究进展进行了综述。     

纳米纤维素的甲酸制备及其对聚乙烯力学性能的强化

以杨木硫酸盐法漂白浆(卡伯值17.3)为原料制备纳米纤维素。使用甲酸制备纳米纤维素,用光学显微镜观察所制备的纳米纤维素的尺寸,将其冷冻干燥后并计算得率。其次,探索添加纳米纤维素复合材料的性能。物料分析结果如下:加入甲酸的时间越长,所得的纳米纤维素得率越少。甲酸-盐酸工艺比甲酸法纳米纤维素的得率低。加入不同浓度的过氧化氢,则对所得纳米纤维素的影响不大。复合材料的拉伸应力随着纳米纤维含量呈几何增长,在纳米含量为2.5%时复合材料的强度增加了77.28%,复合材料的延展性在纳米含量为2%时达到最大,形变增加97.02%。     

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。     

Industrialization Progress of Nanocellulose in China

Nanocellulose, a kind of cellulose with nanometer sizes, has drawn great interest in the pulp and paper industry due to its unique structure and excellent performance. It can be divided into five categories: nanocrystalline cellulose (NCC), nanofibrillated cellulose (NFC), bacterial cellulose (BC), electrospun cellulose nanofibers (ESC), and precipitation regenerated cellulose nanofibers (PRC). In this paper, we reviewed the industrialization progress of nanocellulose in China. Furthermore, we proposed that efficient and environmentally friendly preparation methods and high value utilization would be the focus of nanocellulose development.     

静电纺丝技术在食品抗菌保鲜中的应用研究进展

近年来,微/纳米功能材料在食品包装领域发挥着重要作用。静电纺丝作为一种非热物理加工手段,以操作简便、条件温和、制备高效等特征在微/纳米材料的开发及应用方面受到研究者的青睐。特别地,随着静电纺丝技术的发展,以纳米纤维膜为基础开发食品抗菌包装膜材取得了较多新的研究进展。本文在简要介绍了静电纺丝技术的工作原理、影响因素、常用的基质材料、常用抗菌剂类型的基础上,更新了静电纺丝技术在各类食品抗菌保鲜领域的研究进展; 重点综述了静电纺丝技术在肉类食品抗菌保鲜方面的研究现状; 此外,讨论了现有研究的局限性及今后的研究方向,以期为静电纺丝技术在食品保鲜中的深入研究提供参考。     

纳米零价铁-微纤化纤维素复合材料的制备及在造纸废水深度处理中的应用

以微纤化纤维素作为天然高分子载体,通过原位液相化学还原反应负载零价铁制备得到了纳米零价铁-微纤化纤维素(NZVI-MFC)复合材料。通过红外光谱(FT-IR)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和热重分析仪(TGA)来表征NZVI-MFC复合材料并研究其耐热性能,同时,将NZVI-MFC复合材料应用于造纸废水深度处理,探讨了NZVI-MFC复合材料添加量和废水初始pH值对废水处理效果的影响。结果表明,NZVI通过原位化学反应均匀负载到MFC基材上,在废水深度处理最佳条件下,造纸废水的COD_Cr和色度总去除率分别达到78.4%和90.7%。     

复凝聚法制备黄酮类化合物微胶囊研究

以明胶和CMC(羧甲基纤维素)为壁材,采用复凝聚法制备黄酮类化合物微胶囊。通过单因素和正交试验确定影响制备黄酮类化合物微胶囊主要因素,经实验确定最优工艺条件为:壁材浓度1.5%、明胶∶CMC为8∶1、芯壁比1∶5、复凝聚pH值4.6、复凝聚温度40℃;在此条件下,黄酮类化合物微胶囊平均包埋率可达78.2%。