酸水解制备纳米纤维素工艺条件的响应面优化

林产化学与工业 ›› 2011, Vol. 31 ›› Issue (6): 61-65.

酸水解制备纳米纤维素工艺条件的响应面优化

唐丽荣^1,2, 欧文², 林雯怡², 陈燕丹², 陈学榕², 黄彪²

1. 福建农林大学金山学院, 福建福州 350002;2. 福建农林大学材料工程学院, 福建福州 350002

收稿日期:2011-03-23 修回日期:1900-01-01 出版日期:2011-12-30 发布日期:2011-12-30
通讯作者: 黄彪,教授,博士生导师,研究领域为植物纤维化学与炭材料;E-mail:fjhuangbiao@hotmail.com。

Optimization of Acid Hydrolysis Processing of Nanocellulose Crystal Using Response Surface Methodology

TANG Li-rong^1,2, OU Wen², LIN Wen-yi², CHEN Yan-dan², CHEN Xue-rong², HUANG Biao²

1. Jinshan College, Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou 350002, China;2. College of Material Engineering,Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou 350002, China

Received:2011-03-23 Revised:1900-01-01 Online:2011-12-30 Published:2011-12-30

摘要/Abstract

摘要： 采用硫酸水解法制备了纳米纤维素,并运用响应面分析法原理,对影响纳米纤维素得率的3个主要影响因素即硫酸质量分数、温度和时间进行优化。利用Design-Expert软件的Box-Benhnken (BBD)模式建立试验数学模型,并对各因素及其相互之间的交互作用进行了分析。结果表明,回归得到的二次多项式模型极显著,模型校正决定系数为 98.43 %,相关系数为 99.31 %。硫酸质量分数与温度、硫酸质量分数与时间及温度与时间对纳米纤维素得率的交互作用显著。通过工艺条件优化得出最佳工艺条件为:硫酸质量分数为 54 %,温度为 52 ℃,时间为 125 min,纳米纤维素的得率为 69.31 %,与理论预测值(69.27 %)较好吻合,表明模型是合理有效的。

关键词: 纳米纤维素, 酸水解, 响应面分析法

Abstract: Nanocellulose crystal was prepared by sulfuric acid hydrolysis. The effects of sulfuric acid mass fraction, temperature and time on the yield of nanocellulose crystal were optimized with response surface methodology. The mathematical model was established using the Design-Expert software. The effect of various factors and their interactions were analyzed as well. The results showed that quadratic model was the best model to describe the relationship between the yield of nanocellulose crystal and the factors. The determination coefficient and adjusted determination coefficient were 99.31 % and 98.43 %, respectively. The interactions between sulfuric acid concentration and temperature, sulfuric acid concentration and time, temperature and time were significant. When sulfuric acid concentration, temperature and time corresponded to 54 %, 52 ℃ and 125 min, the yield of nanocellulose crystal would reach 69.31 %. It is the highest value in this investigation.

Key words: nanocellulose crystal, acid hydrolysis, response surface methodology

中图分类号:

TQ352.78

唐丽荣;欧文;林雯怡;陈燕丹;陈学榕;黄彪. 酸水解制备纳米纤维素工艺条件的响应面优化[J]. 林产化学与工业, 2011, 31(6): 61-65.

TANG Li-rong;OU Wen;LIN Wen-yi;CHEN Yan-dan;CHEN Xue-rong;HUANG Biao. Optimization of Acid Hydrolysis Processing of Nanocellulose Crystal Using Response Surface Methodology[J]. , 2011, 31(6): 61-65.

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