動態(tài)高壓微射流均相制備甘蔗渣納米纖維素工藝研究.pdf

1、甘蔗渣作為一種“富集型”大宗可再生纖維質(zhì)資源，其資源化利用越來越引起人們的重視。但甘蔗渣中的纖維素、半纖維素和木質(zhì)素相互交聯(lián)形成的復(fù)雜結(jié)構(gòu)使其綜合利用率不高，成為其高效利用的難題。將甘蔗渣中的纖維素分離提取出來，制成具有良好的機(jī)械性能和較高的比表面活性的納米纖維素，是解決這一難題的重要方向之一。
　　 本文以甘蔗渣為原料，采用酸堿預(yù)處理脫除其中的半纖維素和木質(zhì)素，將提取出的纖維素溶解在離子液體中制備成纖維素/離子液體均相溶液，再

2、由動態(tài)超高壓微射流設(shè)備(DHPM)進(jìn)行納米化處理，添加再生溶劑進(jìn)行再生，即得甘蔗渣納米纖維素。在制備的過程中優(yōu)化了工藝參數(shù)，探討了不同因素對納米纖維素粒徑和結(jié)構(gòu)的影響機(jī)理。
　　 結(jié)果表明:采用3wt％ HNO3和1.5wt％NaOH溶液對甘蔗渣進(jìn)行酸堿處理，可以得到含量為93.53％的高純度的纖維素。通過正交實驗確定纖維素在離子液體中最優(yōu)溶解條件為:2wt％纖維素在微波加熱功率500W、反應(yīng)溫度130℃條件下溶解，其再生得率為

3、94.31％。將纖維素均相溶液通過DHPM進(jìn)行納米化處理，得到最優(yōu)的工藝條件是:在處理壓力為18kpsi(1psi=6.895kPa)，重復(fù)處理兩次，制備出的納米纖維素粒徑為5～12nm，與高壓均質(zhì)機(jī)制備納米纖維素的方法相比較，DHPM制備的納米纖維素分散性好且制備效率更高。通過材料性能分析發(fā)現(xiàn)，該工藝制備納米纖維素的過程屬于物理過程，但晶型由纖維素Ⅰ型轉(zhuǎn)變?yōu)槔w維素Ⅱ型，結(jié)晶指數(shù)和熱穩(wěn)定性下降，這些變化有利于后續(xù)的加工和應(yīng)用。采用去離子