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。     

预水解协同低共熔溶剂制备芦苇纤维素纳米纤丝的研究

采用预水解协同低共熔溶剂法（F-DES）制备芦苇纤维素纳米纤丝（CNF）,通过对预水解芦苇得率、化学组分等的分析,探讨较佳预水解工艺,采用红外光谱、扫描电子显微镜、粒径分析、X射线衍射仪分析和热重分析等对预水解处理的芦苇以及芦苇CNF进行了表征。研究结果表明,芦苇预水解的较佳条件为：液比1∶6,预水解温度165℃,保温时间50 min。预水解芦苇得率为80.31%,α-纤维素含量为49.62%,预水解处理芦苇纤维素晶型结构未发生变化,保持纤维素Ⅰ型结构。F-DES体系处理预水解芦苇制备CNF的较优工艺条件为：FeCl3·6H2O用量为0.2 mmol/g DES,草酸二水合物/氯化胆碱（Oxd/Ch Cl）质量比为4∶1,反应时间6 h,温度80℃。制备的CNF粒径为200～800 nm,总体呈现均匀的纳米纤丝状,优化条件下制备的CNF中有90%的粒径分布在300～400 nm之间。     

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。     

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。     

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。     

低共熔溶剂耦合机械打浆制备微纳米纤维素的研究

本研究选取“绿色”低共熔溶剂（DES,乳酸/盐酸甜菜碱）添加不同体积分数去离子水,对桉木片进行预处理,并结合打浆和氧化处理方式,对木质纤维素进行微纳米纤维化研究。结果表明,该DES在添加体积分数5%去离子水时,具有最佳的预处理效果,即纤维素的保留率为62.9%、半纤维素和木质素的去除率分别为91.8%和82.9%,且纤维素保持Ⅰ型结晶结构。经过打浆和氧化处理后木质纤维素细纤维化作用明显,纤维质均长度和质均宽度分别减小了47.7%和49.9%,使得纤维表面电荷明显增强,Zeta电位绝对值最大达到51.65 mV。     

低共熔溶剂在木质纤维素预处理中的应用

低共熔溶剂(DES)在木质纤维素预处理中已得到了广泛应用,取得了重要的研究进展.本文主要介绍了DES的物理性质及其对木质纤维素的作用机理,综述了DES在木质纤维素预处理领域(木质素的分离,纤维素的纳米分散、衍生化及其溶解,半纤维素降解转化)的应用研究进展,总结并展望DES在木质纤维素预处理应用中面临的机遇和挑战.     

胆碱类低共熔溶剂提取分离丝瓜络纤维素的研究

分别采用氯化胆碱-尿素（ChCl-Ua）和氯化胆碱-草酸（ChCl-Oa）2种胆碱类低共熔溶剂（DES）提取分离丝瓜络纤维素,探讨了这2种DES提取分离丝瓜络纤维素的工艺。结果表明,这2种DES对丝瓜络纤维素提取分离的效果具有显著差异,其中ChCl-Oa DES提取分离丝瓜络纤维素的条件更温和、效果更佳,90℃下反应2.5 h,丝瓜络的纤维素含量可增加到76.41%,半纤维素和木质素的去除率分别为68.4%和63.9%。与未处理的丝瓜络相比,经过ChCl-Oa DES处理后的样品表面变得粗糙不规整,且内部纤维裸露可见。XRD分析结果表明,经这2种DES处理后的丝瓜络的纤维素结晶结构并未改变,仍为纤维素Ι型,但由于半纤维素、木质素、无定形纤维素等非晶部分的溶解,导致结晶度增大。     

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。     

深度共熔溶剂分离生物质资源提取纤维素的研究进展

在传统溶剂法提取纤维素的基础上,重点综述了新型深度共熔溶剂法分离生物质资源提取纤维素的研究进展;分析了国内外深度共熔溶剂在节能减排、生物降解、工艺操作方面的应用优势以及其黏度较高、电导率差、与酶相容性不好等缺陷,为进一步深入研究溶剂法提高纤维素和副产物木质素得率提供理论支持,并对其今后研究进行了展望。     

基于三元DES体系制备硫酸化改性CNF及其性能研究

以漂白硫酸盐浆为原料,采用氨基磺酸/尿素/氯化胆碱三元低共熔溶剂(DES)体系预处理结合机械处理的方法制备硫酸化改性的纤维素纳米纤丝(CNF),并采用纤维图像分析仪、元素分析仪、场发射扫描电子显微镜、原子力显微镜、傅里叶变换红外光谱仪、Zeta电位分析仪、热重分析仪和多重光散射分析仪对制得的CNF性能进行表征。结果表明,三元DES预处理既可改性纤维原料又可对其产生润胀效果,从而促进其在纳米均质化过程中的纤丝化。与未经DES预处理的纤维原料在均质化处理过程中能耗(9.49×10⁷ kJ/kg)相比,DES预处理(1.61×10⁷～2.11×10⁷ kJ/kg)可节省77.8%～83.0%的能耗。DES预处理提高了所得CNF悬浮液的稳定性但导致其热稳定性下降;此外,延长DES预处理时间可促进纤维的纤丝化并降低纤维聚合度。     

非衍生化溶剂体系制备再生纤维素膜及其性能研究

以NaOH/尿素/硫脲、［Amim］Cl、［Amim］Cl/DMF和氯化胆碱/尿素低共熔溶剂4种溶剂作为纤维素浆粕的溶剂体系并制备再生纤维素膜。采用红外光谱、X射线衍射、热重分析、扫描电镜和万能材料试验机对再生纤维素及再生纤维素膜进行结构表征。结果表明,将纤维素溶解在不同溶剂体系中,再生纤维素晶型均由纤维素Ⅰ型转变为纤维素Ⅱ型,再生纤维素的结晶度、热稳定性及再生纤维素膜的力学性能均有不同程度的降低。从再生纤维素膜性能及成本核算方面考虑,［Amim］Cl /DMF溶剂体系制备再生纤维素膜效果最佳。     

低共熔溶剂在木质纤维生物质预处理领域的研究进展

低共熔溶剂(Deep Eutectic Solvents,DESs)由于具有熔点低、溶解性好、制备成本低、绿色无毒、可生物降解和电化学窗口宽等特性而被视为新型绿色溶剂,在木质纤维生物质预处理领域展现出广阔的应用前景.本文综述了 DESs在预处理木质纤维生物质、制备纳米纤维素、高效提取分离木质素与半纤维素领域的研究进展,...     

低共熔溶剂结合球磨工艺制备MCC及其在片剂中的应用性能研究

采用氯化胆碱/甲酸（ChCl/FA）、氯化胆碱/草酸（ChCl/OA）、氯化胆碱/柠檬酸（ChCl/CA）3种低共熔溶剂（DES）处理杨木溶解浆,结合球磨处理制备微晶纤维素（MCC）,探讨了不同DES体系下时间、温度对MCC聚合度、粒径等性能的影响;并以布洛芬为模型药物,将MCC作为药用辅料填充在布洛芬片中,研究了MCC粒径及用量对片剂崩解时间、累积释放率等性能的影响。结果表明,ChCl/FA体系在100℃、60 min时制备的MCC流动性最好;在不添加崩解剂的情况下,当MCC填充量为35.0%时,片剂的崩解时间为190 s,60 min内累积释放率可达86.58%,且具有较高的硬度和抗张强度,显示出DES法制备的MCC用作药用辅料具有良好的填充效果。