摘要: 以廢竹屑為原料,利用γ-戊內(nèi)酯(GVL) /水體系預(yù)處理結(jié)合溫和的均質(zhì)處理,制備了含木質(zhì)素的納米纖維素(L-CNF),并探究了反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、GVL與水的質(zhì)量比等因素對(duì)竹屑纖維的理化性質(zhì)和木質(zhì)素含量的影響,并優(yōu)化制備條件。結(jié)果表明,GVL/水體系預(yù)處理竹屑并未使纖維結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,纖維素的初級(jí)結(jié)晶結(jié)構(gòu)仍保留,木質(zhì)素含量降低。GVL/水體系預(yù)處理竹屑的最佳反應(yīng)條件為反應(yīng)溫度140 ℃、反應(yīng)時(shí)間10 h、GVL和水質(zhì)量比4∶1,在此條件下成功制備了具有納米尺寸(平均粒徑(15. 4±4) nm) 和較高紫外屏蔽性能(在UVA和UVB區(qū)段紫外屏蔽率均在90%以上) 的L-CNF。
關(guān)鍵詞:竹屑;γ-戊內(nèi)酯;木質(zhì)素;紫外屏蔽
中圖分類號(hào):TS7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A DOI:10. 11980/j. issn. 0254-508X. 2025. 01. 001
納米纖維素以機(jī)械強(qiáng)度高、尺寸穩(wěn)定性好、比表面積大、綠色環(huán)保、可生物降解和生物相容性好等特性,在光電、催化、包裝、生物醫(yī)藥等多個(gè)領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用潛力[1-2]。近年來,從木材等可再生資源中提取含木質(zhì)素的納米纖維素(L-CNF) 的方法受到了科研人員的重視。L-CNF 不僅保留了納米纖維素的優(yōu)良特性,還結(jié)合了木質(zhì)素的特點(diǎn),如良好的抗紫外性、熱穩(wěn)定性和抗氧化性等[3-4],在許多領(lǐng)域均顯示出應(yīng)用潛力,如作為生物基復(fù)合材料的增強(qiáng)劑、在食品包裝和生物醫(yī)藥領(lǐng)域作為功能性添加劑[5],以及在能源領(lǐng)域作為生物燃料的前體物質(zhì)等。然而,木質(zhì)素的存在也帶來一些挑戰(zhàn),材料的加工過程和產(chǎn)品性能可能會(huì)由于引入雜質(zhì)和不穩(wěn)定因素而受到影響,如木質(zhì)素含量過高可能會(huì)增加機(jī)械處理和均質(zhì)處理過程能耗,且會(huì)使L-CNF的尺寸較大、不均勻[6]。因此,在實(shí)際應(yīng)用中,需要根據(jù)特定的用途,對(duì)L-CNF的制備和改性進(jìn)行優(yōu)化。