从枣树废物中提取增强型纳米纤维素:绿色溶剂水解与过渡金属复合物
Mohsin Raza1, Mohammad Jawaid1, Basim Abu-Jdayil2
1Chemical and Petroleum Engineering Department, College of Engineering, United Arab Emirates University, PO BOX 15551, Al Ain, United Arab Emirates.
Scientific reports
|September 20, 2024
概括
本研究介绍了一种用于纳米纤维素生产的新型绿色溶剂方法,使用过渡金属催化剂和氧化剂实现更高的产量和更小的颗粒大小. 该过程提高了先进材料应用的纤维素水解效率.
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:
- 纳米纤维素 (NC) 的生产往往涉及苛刻的化学品和能源密集型工艺.
- 使用1 - - 3 - - 甲基化 ([Bmim]Cl) 的传统方法主要产生微晶纤维素 (MCC).
- 越来越需要可持续和高效的方法来生产具有定制性质的纳米纤维素.
研究的目的:
- 开发一种新的,绿色的,高效的方法,从枣种子生产纳米纤维素.
- 为了提高纤维素水解效率,使用过渡金属复合物催化剂和[Bmim]Cl.Cl.中的氧化剂.
- 描述产生的纳米纤维素及其修饰形式的特性,以用于潜在的应用.
主要方法:
- 使用[Bmim]Cl溶剂从枣子中提取纳米纤维素.
- 使用铜-氨酸过渡金属复合物和氧化剂进行水解的催化.
- 使用动态光散射 (DLS),热分析 (TGA),X射线衍射 (XRD),里埃变形红外光谱 (FTIR),能量分散式X射线光谱 (EDS) 和泽塔潜力测量进行了表征.
- 用3-aminopropyltriethoxysilane对纳米纤维素进行表面修饰.
主要成果:
- 与微晶纤维素 (MCC) 相比,实现了25%更高的纳米纤维素 (NC) 产量.
- 从1200nm (MCC) 降低到128.7nm (NC) 的减小颗粒液介.
- 产生了热稳定的NC (分解温度为286°C),结晶度高 (70.28%).
- 表面修改改善了NC再分散性和合体稳定性 (Zeta电位从-27.28mV变为-44.72mV).
结论:
- 新的协议为高产纳米纤维素生产提供了一种有效和绿色的方法.
- 使用过渡金属催化剂的增强水解显著提高了效率,并减少了颗粒大小.
- 修改后的纳米纤维素具有适用于各种工业应用的特性,标志着可持续材料的重大进步.
