秸秆纤维素的提取及其产品开发取得重大进展

发布时间:2018-01-26访问量:1140

近期,我院刘丽芳教授在秸秆纤维素的提取及其产品开发领域取得重大进展,相关成果以“Effects of preparation methods on the morphology and properties of nanocellulose (NC) extracted from corn husk”为题,发表在国际知名学术期刊《Industrial Crops & Products》上(Industrial Crops &Products 109 (2017) 241-247)。

目前,我国农作物秸秆利用整体上呈三低一重的特点,即利用率低、转化率低、经济效益低及环境污染严重。秸秆的主要成分是纤维素,提取、转化和利用秸秆纤维素,不仅可以实现秸秆的高值化利用,而且对环境保护具有重要意义。纳米纤维素是从纤维素原料中分离出的具有纳米尺度的纤维素晶体,能够分散在水溶液中形成稳定的胶体。纳米纤维素由于其优异的性能,被广泛应用于日用化工、生物医药、造纸、电子、食品及环境等领域。目前,虽然纳米纤维素提取工艺有许多,但是提取工艺对纳米纤维素形态结构和性能的影响还没有得到系统研究。

酸解法,TEMPO氧化法和超声波粉碎法分别制备出的纳米纤维素形态

为此,刘丽芳教授、杨雪博士等人分别采用酸解法,TEMPO氧化法和超声波粉碎法制备了三种玉米苞叶纳米纤维素,并详细研究了制备方法对纳米纤维素形态、化学成分、结晶结构、热学性能以及分散稳定性的影响。研究发现,制备方法对纳米纤维素的形态结构和性能具有显著影响。TEMPO氧化法制得的纳米纤维素长径比最大,尺寸均匀性和悬浮液分散稳定性最好,但是热稳定性较差;酸解法制备的纳米纤维素长径比较小,但结晶度和热稳定性最好;超声波粉碎法制备的纳米纤维素的长径比和热稳定性介于以上两种纳米纤维素之间,但结晶度较小,且尺寸分布均匀性和悬浮液分散稳定性较差。该研究内容对纳米纤维素制备方法的选择具有一定的指导意义。

    该研究工作获得江苏省科技厅项目(BE2014883XCL-063)、上海市教委创新项目(14ZZ071)、国家自然科学基金(51303021)、东华大学中央高校基金(16D310102)的大力资助。

 

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