TEMPO介导氧化介质的循环利用及其对纳米纤维素特性的影响
Hongyu Xu1, Jose Luis Sanchez-Salvador1, Angeles Blanco1
1Department of Chemical Engineering and Materials, Complutense University of Madrid, Avda. Complutense s/n, 28040 Madrid, Spain.
Carbohydrate polymers
|August 11, 2023
概括
回收TEMPO介导氧化 (TMO) 介质用于纤维素纳米纤维 (CNF) 生产是可行的. 高质量的纸是关键,可以显著减少催化剂和更快的生产,而不会影响CNF质量.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 绿色化学 绿色化学
- 生物技术是生物技术.
背景情况:
- 时间介导氧化 (TMO) 是生产纤维素纳米纤维 (CNF) 的有前途的方法.
- 目前的TMO过程受到昂贵和对环境有害的催化剂的限制,阻碍了大规模应用.
- 对TMO反应介质的可重复使用性对于可持续性至关重要,但缺乏全面的理解.
研究的目的:
- 确定影响TMO媒介再循环的关键参数,以实现可持续的CNF生产.
- 评估介质再利用对氧化纸和CNF质量的影响.
- 优化TMO条件以提高效率和减少环境足迹.
主要方法:
- 研究了纸的一致性和盐积累对TMO介质再循环的影响.
- 评估了使用回收TMO介质生产的纤维素纳米纤维素 (CNF) 的质量.
- 量化催化剂的减少以及反应时间和废水体积的变化.
主要成果:
- 纸的一致性,而不是盐的积累,是成功重复使用TMO介质的关键因素.
- 高质量纸一致性 (>10 g/L) 提高了CNF质量,并且可以在没有负面影响的情况下重复使用75%的介质.
- 中等重复使用高达六倍,大大降低了TEMPO (>90%) 和NaBr (80%) 催化剂负载.
结论:
- 在CNF生产中,高质量的纸对于高效和可持续的TMO媒介循环至关重要.
- 回收TMO介质大大降低了催化剂成本和环境影响.
- 这种优化的工艺使反应时间和废水减少了80%以上,使CNF产量增加了三倍.
