ナノ構造のCNFと他のセルロース形態の窒素をエネルギー用途で比較する
Ana Carolina Marotti Dias1, Cesar Liberato Petzhold2, Leena Pitkänen3
1Seção de Engenharia Química, Instituto Militar de Engenharia, Praça General Tibúrcio 80, 22290-270 Rio de Janeiro, Brazil.
研究者は,セルロースナノ繊維 (CNF) の窒素化方法を開発し,真空フィルタレーションがナノ構造の保存に不可欠であることを発見しました. これは,さまざまなセルロース源から新しいニトロセルロース材料の可能性を開きます.
科学分野:
- マテリアルサイエンス 材料科学
- ポリマー化学のポリマー化学について
- ナノテクノロジー ナノテクノロジー
背景:
- セルロースの伝統的な窒素化は,しばしばリンターセルロース (LC) を使用します.
- ナノセルロースは,ナノスケールの特性により,潜在的な利点を提供しています.
- 処理中にナノ構造を維持することは,新しいアプリケーションにとって非常に重要です.
研究 の 目的:
- セルロースナノ繊維 (CNF) の窒素化反応条件を開発する.
- ナノメトリック特性を保ちながら,CNFの脱水方法を調査する.
- 窒素化されたCNFを窒素化されたリンターセルロース (LC) とマイクロクリスタリンセルロース (MCC) と比較する.
主な方法:
- 重力濾過,真空濾過,遠心分離,オーブン乾燥,凍結乾燥を用いたCNFの脱水.
- 脱水したCNFの窒素化とLCとMCCの比較窒素化.
- サイズ除外クロマトグラフィー,SEM,FTIR,XRD,TGA,および元素解析を用いた特徴付け.
主要な成果:
- 加熱または凍結を含む脱水方法は,不可逆的なナノ繊維の凝集を引き起こしました.
- 真空濾過は,窒素化のためのCNFの準備に適した唯一の脱水方法でした.
- 置換の度合いは低いものの,CNF,LC,MCCから窒素化製品を得ることが成功しました.
- 窒素化されたCNFは,窒素化されたLCとMCCに匹敵する構造的および熱的性質を示した.
結論:
- 真空濾過は,ナノ構造を損なうことなく,窒素化のためのCNFを準備するために不可欠です.
- 開発された合成方法論は,さまざまな起源と形態のセルロースを窒素化するのに有効です.
- エネルギー関連アプリケーションに適した置換度を達成するために,さらなる最適化が必要である.
さらに関連する動画
11:32Highly Stable, Functional Hairy Nanoparticles and Biopolymers from Wood Fibers: Towards Sustainable Nanotechnology
Published on: July 20, 2016
07:25Green and Low-cost Production of Thermally Stable and Carboxylated Cellulose Nanocrystals and Nanofibrils Using Highly Recyclable Dicarboxylic Acids
Published on: January 9, 2017
関連する概念動画
Lewis Structures of Molecular Compounds and Polyatomic Ions
Resonance
Ionic Crystal Structures
Most monatomic ions behave as charged spheres, and their attraction for ions of opposite charge is the same in every direction. Consequently, stable structures for ionic compounds result (1) when ions of one charge are surrounded by as many ions as possible of the opposite...
Batteries and Fuel Cells
Resonance and Hybrid Structures
Resonance Structures and Resonance Hybrids
The Lewis structure of a nitrite anion (NO2−) may actually be drawn in two different ways, distinguished by the locations of the N–O and N=O bonds.
Constitutional Isomers of Alkanes
The linear isomer of an alkane is prefixed by the term “n”; hence a linear isomer of pentane is known as n-pentane. Based on the type of branching, some of the branched isomers are given...
