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。     

RGO/CNTs/CNF柔性电极的制备及表征

本研究以纤维素纳米纤丝（CNF）为基底,氧化石墨烯（GO）、碳纳米管（CNTs）为活性物质,通过机械共混结合真空抽滤制备了GO/CNTs/CNF薄膜,经氢碘酸还原制得还原氧化石墨烯（RGO）/CNTs/CNF柔性电极材料（简称RCC电极）,并探讨了GO含量对RCC电极电化学性能的影响。结果表明,CNF能良好地分散GO和CNTs,氢碘酸能够有效地将GO还原为RGO,且随着GO含量的增加,RCC电极的电化学性能更优。当GO含量为30%时,在1 A/g的电流密度下,RCC电极的质量比电容为129.7 F/g,经过1000次充放电循环测试后,电容保留率仍维持在96.15%左右。     

工业大麻秆纳米纤维素的制备

为实现工业大麻秆的高附加值利用,本研究以工业大麻秆为原料,通过测定化学组分,表明其高纤维素含量（41.45%）的基本特性,证实其制备纳米纤维素的可能性。采用TEMPO-NaBr-NaClO催化氧化体系配合超声制备了氧化纳米纤维素（TCNF）,并研究其在制备过程中各阶段的形貌、化学结构、结晶度及热稳定性。结果表明,以工业大麻秆为原料制备的TCNF,其直径均匀分布在3～6 nm,保留了纤维素典型的Ⅰ型结构,结晶度为50.8%,具有较好的热稳定性。     

玉米秸秆皮、髓纤维素提取及表征

以玉米秸秆为原料,研究玉米秸秆皮、髓纤维素的性质。玉米秸秆皮、髓分别用苯-醇抽提后,进一步用亚氯酸钠在酸性环境下脱除木质素,最后用氢氧化钾脱除多戊糖,得到玉米秸秆皮、髓纯化纤维素。结果表明,秸秆皮中纤维束排列更整齐紧密,秸秆皮和髓化学组分相似。从秸秆皮、髓得到的纯化纤维素得率分别为38.9%和38.2%,其中α-纤维素含量为87.5%和82.4%,绝大多数多戊糖和木质素被脱除。秸秆皮、髓纯化纤维素的晶型结构仍为纤维素I型,结晶度由纯化前的51.2%和30.4%提高到67.7%和42.1%;纯化纤维素的起始分解温度和最高分解温度相对于秸秆皮、髓均提高,热稳定性优于玉米秸秆皮、髓。     

玉米秸秆不同部位化学组成及纤维形态分析

本研究以玉米秸秆皮、髓、叶、鞘部位为研究对象，通过多种手段对玉米秸秆不同部位的化学组分及纤维形态进行分析研究。研究结果表明，玉米秸秆全秆纤维束含量为51.19%，杂细胞含量高。其中，玉米秸秆皮中纤维束含量最多，占全秆纤维束的47.96%，α-纤维素含量为36.99%；叶和鞘纤维束含量占比分别为22.33%、23.65%；髓纤维束含量最少，为6.06%；秸秆皮纤维数均长度为1.17 mm，长宽比最大，为80.41，髓部纤维最短，对全秆纤维贡献率最低。