可扩展的化纤维素生产,提高了环境可持续性,可交叉链接性和可加工性,使用3D生物打印用于染料修复
Rahul Ranjan1, Rohit Rai1, Kaustubh Naik2
1School of Biochemical Engineering, Indian Institute of Technology (BHU), Varanasi, Uttar Pradesh 221005, India.
International journal of biological macromolecules
|March 7, 2024
概括
研究人员开发了一种绿色方法,从农业化学品中制造化纤维素 (PC) 凝. 这种环保的PC凝具有出色的打印能力,结构稳定性和污染物去除能力,为先进材料应用提供了可持续的替代方案.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 绿色化学 绿色化学
- 生物材料是一种生物材料.
背景情况:
- 基于纤维素的材料被广泛用于各种应用.
- 开发可持续和高效的纤维素修饰方法至关重要.
- 化纤维素 (PC) 具有独特的特性,但需要环保的生产途径.
研究的目的:
- 开发一种对环境无害且高效的方法来生产化纤维素 (PC) 凝.
- 描述合成的PC凝的特性,包括其电荷,替代和结构完整性.
- 评估PC凝在3D打印,结构应用和环境修复中的潜力.
主要方法:
- 使用农业化学品对纤维素进行酸化.
- 使用XPS,EDS和31P固态NMR进行表征.
- 风病学研究和3D打印试验.
- 生命周期评估 (LCA) 用于环境影响比较.
- 甲蓝 (MB) 的整治实验.
主要成果:
- 透明的PC凝产生了高产率 (>87%),高电荷含量,以及0.183.3的替代度 (DS).
- XPS和EDS证实了酸盐组的成功共价结合.
- 与TEMPO氧化相比,LCA表示二氧化碳排放量低1.67倍.
- 电脑凝显示了剪切稀释行为,优秀的3D打印能力和热诱导的交叉链接.
- 3D打印结构表现出高稳定性,吸水率 (5408.33%) 和膨胀能力 (700%).
- 聚合物凝实现了99%的甲蓝去除效率和超过七个可重复使用周期.
结论:
- 为PC凝制造制定了一个绿色,简单和节能的战略.
- 开发的PC凝具有很好的可加工性,用于增材制造.
- 由于材料的结构稳定性和修复能力,高性能应用是可行的.
- 这种方法为可再生资源的增值产品开辟了新的途径.
