茶梗制备纤维素纳米晶体及其表征

以茶梗为原料,采用硫酸水解法制备纤维素纳米晶体（CNC）,并运用响应面分析法对CNC制备工艺（即硫酸质量分数、反应温度和反应时间）进行优化;采用透射电子显微镜（TEM）、热重分析仪（TG）和X射线衍射仪（XRD）对CNC的形貌、热力学性能、结晶结构和结晶性能进行表征。结果表明,制备茶梗CNC的最佳反应时间125 min,温度45℃,硫酸质量分数为63%;在最佳工艺条件下获得的CNC的得率为49.9%,其为棒状,直径4~8 nm,长度100~250 nm,属纤维素I型;与茶梗纤维相比,茶梗CNC结晶度提高,热稳定性降低。     

LPMO结合硫酸水解制备纤维素纳米晶体

以棉溶解浆为原料,使用裂解性多糖单加氧酶（LPMO）预水解结合硫酸水解制备纤维素纳米晶体（CNC）,对LPMO预水解前后纤维的微观形态和制得的CNC进行了粒径、结晶度和微观形态等表征,并与仅硫酸水解制备的CNC进行对比。研究发现,采用质量分数60%硫酸水解时,经LPMO预水解得到的CNC比仅硫酸水解制备的CNC平均粒径减少22 nm,结晶度提高8.8个百分点,得率提高19.3个百分点。在LPMO预水解后,随着硫酸质量分数降低,CNC的得率和羧基与磺酸基总量减少,粒径上升,而结晶度无明显正比关系。从LPMO作用整体效果来看,预水解结合50%硫酸得到的CNC与对照组相比粒径增加9 nm,羧基和磺酸基总量略小,而结晶度提高6.4个百分点,得率提高18.4个百分点,其原子力显微镜（AFM）表征显示已达到纳米水平。故通过LPMO预水解结合50%硫酸即可制得CNC,这可降低对工业生产上设备耐酸能力的要求。但LPMO反应周期长,因此在实际工业应用中有待进一步研究。     

漂白竹浆板制备纳米纤维素晶体及其表征

以漂白混合竹浆板为原料,采用碱预处理竹浆后,再采用磁力搅拌辅助硫酸水解并结合超声波的方法制备纳米纤维素晶体（NCC）,竹浆∶硫酸为1∶31（固液比）,探讨硫酸浓度、硫酸水解时间和反应温度对竹浆NCC制备的影响;并利用扫描电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）、X射线衍射仪（XRD）和热重分析仪（TGA）对制得的竹浆NCC进行表征。结果表明,磁力搅拌辅助硫酸水解并结合超声波方法制备竹浆NCC的最佳工艺条件为：硫酸浓度65%、反应温度45℃、处理时间45 min,该条件下制得的竹浆NCC粒径小且分布均匀,其结晶结构具有从纤维素Ⅱ型转变成纤维素IV_Ⅱ型的趋势;与竹浆纤维素相比,竹浆NCC吸水能力增强,可及度增加,热稳定性提高。     

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。     

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。     

废纸基纤维素纳米晶的制备与表征

以废纸为原料,采用传统硫酸法制备纤维素纳米晶(CNCs),并优化其工艺条件;采用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、X射线衍射仪(XRD)、热重分析仪(TGA)、透射电子显微镜(TEM)及扫描电子显微镜(SEM)研究了废纸基纤维素纳米晶(SCNCs)的结构与性质。在最佳工艺条件(硫酸浓度60 wt%、水解温度50℃、水解时间90 min)下,SCNCs的得率为41.2%,呈典型的纤维素Ⅰ型结构,结晶度为77.6%;与原料相比,几乎不存在杂峰;SCNCs为棒状结构,长约142.87 nm,直径约9.67 nm。探讨了回收硫酸溶液再次用于制备CNCs;结果表明,首次回收硫酸制备的废纸基纤维素纳米晶(SCNCsH)得率为39.9%,结晶度为78.6%。     

基于低共熔溶剂硫酸化改性的纤维素纳米纤丝的制备及性能分析

本研究以漂白杨木化学浆为原料,采用氨基磺酸与甘油基低共熔溶剂（DES）结合超微粉碎处理制备硫酸化纤维素纳米纤丝（CNF）。探讨了预处理时间（1.0、1.5 h）、氨基磺酸与纤维素的摩尔比（20∶1、15∶1、10∶1）对纸浆纤维质量和CNF性能的影响。利用纤维质量分析仪、元素分析仪和傅里叶变换红外光谱仪对DES预处理前后的纸浆纤维结构进行了分析表征。结果表明,与未经过DES预处理的纸浆相比,经过DES预处理后纸浆纤维长度显著降低,最多降低72.67%,而纸浆纤维直径有所增加,最大增加26.82%。随着预处理时间的延长和氨基磺酸用量的增加,纸浆纤维长度降低,纸浆纤维的直径增大,纸浆纤维的硫含量增加,取代度（DS）提高至0.17。使用粒度分析仪、原子力显微镜、Zeta电位检测仪、X射线衍射仪和多重光散射分析仪对制备的CNF进行分析显示,DES预处理后,CNF的平均粒径减小,平均粒径最小为40.02 nm,CNF胶体的Zeta电位在 -43.50~-18.80 mV之间,结晶度降低,最低为58.51%,CNF悬浮液的稳定性提高。     

基于三元低共熔溶剂体系制备阳离子化改性纤维素纳米纤丝及其性能研究

本研究以相思阔叶木浆为原料,采用氯化胆碱-甘油-氨基胍盐酸盐三元低共熔溶剂（DES）体系对高碘酸钠氧化生成的双醛纤维素（DAC）进行阳离子化改性预处理,结合超微粉碎和高压均质处理,制备阳离子化改性纤维素纳米纤丝（CCNF）。结果表明,经过DES阳离子化改性预处理后制备的CCNF比未经过任何改性处理所制备的CNF的结晶度增加,预处理60 min时,CCNF最大结晶度为63.36%,阳离子基团的引入使Zeta电位显著增大,由-18.0 mV至53.4 mV,但DES预处理会破坏纤维的内部结构,从而使悬浮液稳定性降低。     

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...     

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...     

纳米纤维素分散稳定剂的研究进展

本文对近几年国内外纳米纤维素作为分散稳定剂应用于造纸工业的研究报道进行了归纳总结。通过将纳米纤维素分散稳定剂分为涂料等无机颗粒分散和施胶乳液等有机颗粒分散两个应用领域进行介绍,概述了改善纳米纤维素分散稳定性的改性方法,分析了纳米纤维素作为新型分散稳定剂的重要地位,并对其研究开发前景进行了展望。     

超级电容器中纳米纤维素基水凝胶电极的研究进展

纳米纤维素表面含有大量羟基且长径比高,具有较好的润湿性和分散电活性材料的能力,是一种较好的电极材料基底,可作为超级电容器电极材料的优先选择。但是其缺点在于导电性不高,需要加入导电材料进行提升。本文归纳了纳米纤维素基水凝胶电极的分类,探讨了纳米纤维素基水凝胶电极的合成方法,对比分析了不同导电材料的纳米纤维素基水凝胶电极的电化学性能,并对其在未来应用领域的发展前景进行了展望。     

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。     

基于壳聚糖的抗氧化复合材料制备及其在食品包装中的应用

本文以壳聚糖为主体材料,在其侧链接枝天然的具有抗氧化作用的芳胺类化合物腺嘌呤来增加它的抗氧化活性,并选用具有更高长径比的纳米纤维素掺杂制备高强度的改性壳聚糖复合膜。通过红外光谱、核磁共振碳谱和元素分析对改性壳聚糖进行结构鉴定,证明了腺嘌呤的接枝成功。抗氧化实验结果表明,腺嘌呤改性后的壳聚糖膜抗氧化活性得到显著提升,DPPH自由基清除率能达到72.20%,而纳米纤维素的掺杂增加了壳聚糖膜的机械性能和尺寸稳定性,MCBC-CNF-2膜的拉伸强度能达到65.06MPa,吸水率和溶胀率分别仅为36.20%和6.06%,尽管随着纳米纤维素掺杂量的增加,改性壳聚糖膜的抗氧化活性有所降低,但MCBC-CNF-2膜的DPPH自由基清除率仍能达到54.20%。这种全生物质膜科生物降解并且成本较低,有望应用于食品包装材料。     

稻草乙醇浆纳米纤维素的性状分析

以稻草为原料制备稻草乙醇浆,再采用酸水解-超声法制备稻草乙醇浆纳米纤维素,对稻草乙醇浆纳米纤维素性状进行分析。结果表明,稻草经乙醇-水溶液蒸煮及OPDEP漂白后,漂白浆在硫酸质量分数54%、液比1︰16、60℃下水解60 min以及在硫酸质量分数56%、液比1︰18、60℃下水解60 min,然后经800 W超声处理20 min,分别制得最高得率和最高结晶度的稻草乙醇浆纳米纤维素;经X射线衍射(XRD)分析,发现稻草乙醇浆纳米纤维素是典型的纤维素Ⅰ型结晶结构;扫描电子显微镜(SEM)观察其宽度约为10～30 nm,长度100～500 nm;粒径分析发现其90%以上的粒径基本分布在20～50 nm;热稳定性分析发现,样品的热降解过程为180～240℃、240～320℃、320～480℃三个主要阶段。     

Progress in Nanocellulose Preparation and Application

Nanocellulose is a biodegradable, renewable, nonmeltable polymeric material that is insoluble in most solvents due to hydrogen bonding and crystallinity. Nanocellulose has attracted considerable attention in recent decades owing to its environmental friendliness, wide availability, good biocompatibility, high crystallinity, and high Young’s modulus. This review presents the recent achievements in preparation and applications of nanocellulose, including a discussion of the advantages and disadvantages of various preparation methods and a summary of the applications of nanocellulose in composite materials research. Finally, we examine the mounting evidence of more widespread potential applications of nanocellulose.     

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。     

纳米纤维素复合导电水凝胶的制备及其在传感器方面应用的研究进展

纳米纤维素作为一种可持续、可生物降解的纳米材料,通常会被加入到导电水凝胶中以改善其性能。本文讨论了纳米纤维素在不同导电水凝胶中的应用,详细介绍了纳米纤维素复合导电水凝胶的优点及其在柔性传感器中的应用。最后,展望了纳米纤维素复合导电水凝胶在柔性传感器应用中面临的挑战和未来发展方向。     

Cellulose-based Antimicrobial Composites and Applications: A Brief Review

Cellulose-based antimicrobial composites, typically in the form of functional films and cloth, have received much attention in various applications, such as food, medical and textile industries. Cellulose is a natural polymer, and is highly biodegradable, green, and sustainable. Imparting antimicrobial properties to cellulose, will significantly enhance its applications so that its commercial value can be boosted. In this review paper, the use of cellulose for antimicrobial composites’ preparation was discussed. Two different approaches: surface loading/coating and interior embedding, were focused. Three most widely-applied sectors: food, medical and textile industries, were highlighted. Nanocellulose, as a leading-edge cellulose material, its unique application on the antimicrobial composites, was particularly discussed.