碱处理芦苇浆纳米纤维素制备工艺条件优化

doi:10.3969/j.issn.0253-2417.2013.01.006

林产化学与工业 ›› 2013, Vol. 33 ›› Issue (1): 32-36.doi: 10.3969/j.issn.0253-2417.2013.01.006

碱处理芦苇浆纳米纤维素制备工艺条件优化

谢成, 刘志明, 吴鹏, 方桂珍, 赵煦

东北林业大学材料科学与工程学院;生物质材料科学与技术教育部重点实验室, 黑龙江哈尔滨 150040

收稿日期:2012-02-11 修回日期:1900-01-01 出版日期:2013-02-28 发布日期:2013-02-28
通讯作者: 刘志明,教授,博士生导师,博士,研究领域为生物质材料化学和纳米纤维素功能材料;E-mail:zhimingliuwhy@126.com。

Optimization of Preparation Technology of Alkali Pretreated Reed Pulp Nano-cellulose

XIE Cheng, LIU Zhi-ming, WU Peng, FANG Gui-zhen, ZHAO Xu

Key Laboratory of Bio-based Material Science and Technology of Ministry of Education, College of Material Science and Engineering, Northeast Forestry University, Harbin 150040, China

Received:2012-02-11 Revised:1900-01-01 Online:2013-02-28 Published:2013-02-28

摘要/Abstract

摘要： 采用质量分数55%硫酸水解碱处理芦苇浆制备纳米纤维素,研究反应时间、反应温度和碱处理时间对纳米纤维素得率及其平均粒径变化的影响。单因素试验最优制备条件为碱处理时间1.0 h,反应温度60 ℃,反应时间2.0 h,纳米纤维素得率为54.50%,平均粒径为156.9 nm;通过傅里叶红外和X射线衍射分析,结果表明碱处理芦苇浆制备纳米纤维素为纤维素Ⅱ型。在单因素试验基础上进行正交优化试验,对纳米纤维素得率而言,正交优化最佳工艺条件为碱处理时间1.0 h,反应温度60 ℃,反应时间3.0 h,此条件下纳米纤维素得率最高,为55.64%,平均粒径为166.3 nm。

关键词: 纳米纤维素, 碱处理, 芦苇浆, 平均粒径

Abstract: Nano-cellulose was prepared by the hydrolysis of the alkali pretreated reed pulp with 55% (by mass fraction) sulfuric acid. The effects of reaction time, reaction temperature and alkali treatment time on yield and the mean size of nano-cellulose were studied. The optimizing preparation condition for single factor test is 1.0 h of alkali treatment time, 60 ℃ of reaction temperature and 2.0 h of reaction time. Under this condition, the yield of nano-cellulose is 54.50% and its mean size is 156.9 nm. The analysis of fourier transform infrared(FT-IR) and X-ray diffraction(XRD) showed that nano-cellulose from reed pulp pretreated by alkali is cellulose typeⅡ. The orthogonal test was investigated based on single factor test. The results showed that the technological parameters optimized by conducting orthogonal test for the yield of nano-cellulose are 1.0 h of alkali treatment time, 60 ℃ of reaction temperature and 3.0 h of reaction time. The highest yield of nano-cellulose (55.64%) with 166.3 nm mean size was achieved.

Key words: nano-cellulose, alkali treatment, reed pulp, mean size

中图分类号:

TQ352.78

谢成;刘志明;吴鹏;方桂珍;赵煦. 碱处理芦苇浆纳米纤维素制备工艺条件优化[J]. 林产化学与工业, 2013, 33(1): 32-36.

XIE Cheng;LIU Zhi-ming;WU Peng;FANG Gui-zhen;ZHAO Xu. Optimization of Preparation Technology of Alkali Pretreated Reed Pulp Nano-cellulose[J]. , 2013, 33(1): 32-36.

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