玉米苞葉纖維素提取及納米晶須制備.pdf

1、隨著煤、石油、天然氣三大不可再生資源的日益消耗，可再生、可降解的生物質(zhì)資源的合理開(kāi)發(fā)利用受到廣泛關(guān)注。纖維素作為自然界中一種豐富生物質(zhì)資源，其有效應(yīng)用能夠緩解由三大化石能源日漸枯竭所引起的能源危機(jī)。
　　為合理開(kāi)發(fā)玉米苞葉生物質(zhì)資源，本文首先綜述了玉米苞葉的研究概況、玉米苞葉纖維的提取工藝和纖維素納米晶須的制備方法及其在增強(qiáng)材料、電學(xué)材料、醫(yī)學(xué)材料等研究領(lǐng)域的運(yùn)用。在現(xiàn)有玉米苞葉的基礎(chǔ)上，運(yùn)用化學(xué)法提取制備玉米苞葉纖維，并以TEM

2、PO選擇性氧化法合成玉米苞葉纖維素納米晶須。本文的主要研究?jī)?nèi)容包括：
　?。?）較為系統(tǒng)地表征了玉米苞葉的基本結(jié)構(gòu)性能。通過(guò)對(duì)玉米苞葉厚度、縱橫向抗拉強(qiáng)度、化學(xué)成分、紅外光譜、表面和截面形態(tài)以及結(jié)晶度等測(cè)試分析得：玉米苞葉厚度隨玉米苞葉層數(shù)由外至內(nèi)逐漸降低；縱橫向抗拉強(qiáng)度也呈相同趨勢(shì)，縱向抗拉強(qiáng)度為橫向抗拉強(qiáng)度的6-10倍；主要含有纖維素、半纖維素、木質(zhì)素、水溶物、果膠物質(zhì)、脂蠟質(zhì)幾種化學(xué)成分，半纖維素含量較高，纖維素含量略低；其

3、表面不光滑，存在隨機(jī)分布孔洞，內(nèi)部單纖維截面形狀不規(guī)則，有不規(guī)則中腔；結(jié)晶度較低，為26.65％。
　　（2）玉米苞葉纖維提取工藝的優(yōu)化及制得玉米苞葉纖維的表征。分析煮練工藝中的化學(xué)試劑的濃度和反應(yīng)時(shí)間對(duì)于制得率的影響，獲得最佳煮練工藝。另對(duì)最佳工藝制得的玉米苞葉纖維進(jìn)行包括化學(xué)成分分析、紅外光譜測(cè)試、表面形態(tài)測(cè)試以及結(jié)晶度測(cè)試，并與玉米苞葉的結(jié)構(gòu)性能分析對(duì)比得：玉米苞葉纖維具有更高的纖維素含量，半纖維素、木質(zhì)素等化學(xué)成分的含量存

4、在不同程度的降低；縱向表面光滑平整，大量膠質(zhì)得到有效去除；結(jié)晶度較玉米苞葉高出近一倍，達(dá)50.55%。
　　（3）玉米苞葉纖維素納米晶須的制備。以最佳工藝制得的玉米苞葉纖維為原料，采用TEMPO選擇性氧化法制備玉米苞葉纖維素納米晶須，對(duì)其進(jìn)行包括原子力學(xué)顯微鏡測(cè)試、透射電子顯微學(xué)測(cè)試、紅外光譜測(cè)試、結(jié)晶度測(cè)試以及熱重分析測(cè)試，并與玉米苞葉及玉米苞葉纖維的結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行綜合對(duì)比得：玉米苞葉纖維素納米晶須呈針狀，平均長(zhǎng)度為86.48nm

5、，平均直徑為6.90nm；主要含有纖維素、半纖維素兩種化學(xué)組分；由于在TEMPO選擇性氧化過(guò)程中未破壞纖維素晶型，玉米苞葉纖維素納米晶須仍呈現(xiàn)出纖維素Ⅰ晶型，結(jié)晶度為53.86%；起始降解溫度為200℃，當(dāng)溫度達(dá)到310℃時(shí)熱穩(wěn)定性趨于穩(wěn)定。
　　本文以豐富的農(nóng)業(yè)副產(chǎn)品玉米苞葉為原料，成功提取纖維素并以TEMPO法制備了玉米苞葉纖維素納米晶須，為天然纖維素納米晶須的制備提供了一定的理論與試驗(yàn)基礎(chǔ)，為綜合利用豐富農(nóng)業(yè)副產(chǎn)品資源提供了