一种用于纤维素纳米晶体生产的三元环氧溶剂:探索可回收性和试验前扩展规模

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 绿色化学 绿色化学

背景情况:

• 纤维素纳米晶 (CNC) 是一种有价值的纳米材料,具有多种应用.
• 有效和可持续的CNC隔离方法对于其更广泛的采用至关重要.

研究的目的:

• 为了评估深层欧性溶剂 (DES) 用于纤维素纳米晶 (CNC) 隔离.
• 优化DES的组成和反应条件,以最大限度地提高CNC产量和质量.

主要方法:

• 使用胆化物 (ChCl),p-toluenesulfonic acid (pTSA) 和酸 (PA) 的DES的配方.
• 在80°C使用DES的纤维素的水解,具有不同的摩尔比率和反应时间.
• 使用FESEM,XRD,FTIR和TGA进行CNC的表征.

主要成果:

• 一个三元的DES (ChCl:pTSA:PA, 1:1:1.35) 在实验室规模实现了80%的CNC产量.
• 孤立的CNC表现出高晶度 (~80%),热稳定性 (Tmax 362°C) 和一致的尺寸 (132 ± 50 nm x 23 ± 4 nm).
• 在试点前的扩展过程中,收益率降至35%,但CNC特性保持不变.

结论:

• 三级DES提供了一个可回收和高效的CNC隔离系统.
• 开发的方法产生了高质量的CNC,适合各种应用.
• 可扩展性挑战需要进一步研究工业实施.