冻干保护剂对纤维素纳米纤维气凝胶的影响

以漂白针叶木浆为原料,通过TEMPO氧化法制得纤维素纳米纤维(CNF),再经冷冻干燥制得低密度、高比表面积及高压缩强度的CNF气凝胶。针对CNF气凝胶强度较低并且孔径分布不均的问题,本研究采用在CNF悬浮液中加入不同种类的冻干保护剂(山梨醇、甘露醇及蔗糖)的方法,达到缩小气凝胶孔隙结构,增强气凝胶压缩强度的效果。使用透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、比表面和孔径分布分析仪、X射线衍射仪(XRD)、红外光谱仪(FT-IR)和热重分析仪(TG)等对其结构及性能进行表征。结果表明,加入冻干保护剂(山梨醇、甘露醇及蔗糖)后,制得的CNF气凝胶尺寸均一,直径为10~20 nm;气凝胶孔隙分布趋于均匀,压缩强度显著提高。此外,冻干保护剂的加入不会对CNF气凝胶的晶型结构及热稳定性产生影响。     

纤维素纳米晶体彩色膜制备进展

纤维素纳米晶体(CNC)是由天然高分子材料纤维素制备的一种新型材料。利用CNC胶体悬浮液的自组装性能形成的胆甾型液晶相,通过超声并添加相应电解质等方法,可以制成具有良好光学性能的CNC彩色膜。本文介绍了CNC的制备方法,CNC彩色膜的形成原理、制备方法及表征手段,在总结前人工作的基础上,分析了CNC彩色膜应用受到的限制,并提出了CNC彩色膜未来的发展方向。     

酸解法制备纤维素纳米晶体水解残液的糖酸分离

硫酸法制备纤维素纳米晶体（CNC）的水解残液中含有大量的硫酸、一些未充分水解的纤维素片段以及以单体和寡聚形式存在的糖,直接丢弃不仅会污染环境,更是对资源的一种极大浪费。通过向水解残液中加入硫酸（质量分数80%）的方法,调节水解残液中的硫酸浓度,并通过水浴加热使残液中未充分水解的物质转化为葡萄糖;然后用阴离子交换膜将水解残液中的硫酸和葡萄糖分离,再将分离后的液体用旋转蒸发仪浓缩,以提高硫酸和葡萄糖的浓度。研究结果表明,调节水解残液中硫酸质量分数为56%,在45℃水浴中反应3 h,水解残液中葡萄糖含量达到最大值13.73 g/L;处理后的水解残液通过2次阴离子交换膜过滤,硫酸的回收率达到90.31%,浓缩可得到10.06 mol/L的浓硫酸和36 g/L的葡萄糖溶液。回收得到的硫酸和副产品葡萄糖溶液可分别用于CNC的制备和用作生物发酵的碳源。     

纤维素纳米晶体虹彩膜的制备

纤维素纳米晶体（CNC）可形成具有虹彩现象的膜材料,但低强度降低了其光学应用价值。本研究以漂白阔叶木溶解浆为原料,采用硫酸法制得棒状CNC;以一级棉浆为原料,采用TEMPO氧化配合高压均质化处理制得长丝状纤维素纳米纤丝（NFC）。然后共混CNC和NFC制得具有较高抗张强度的共混虹彩膜。研究结果表明,当NFC与CNC配比为1∶1~2∶1时,NFC-CNC共混虹彩膜的抗张强度达到最佳值;且NFC-CNC共混虹彩膜的热稳定性优于纯CNC膜和纯NFC膜。