推进纳米纤维素的可持续高度碳氧化,使用双聚酸三元深性溶剂
Do Yee Hoo1, Wen Siong Poh2, Siah Ying Tang3
1School of Energy and Chemical Engineering, Xiamen University Malaysia, 43900 Sepang, Selangor Darul Ehsan, Malaysia; Centre of Excellence for Industrial Research and Climate Action (CIRCLE), Xiamen University Malaysia, Selangor Darul Ehsan, Malaysia.
Bioresource technology
|August 8, 2025
概括
一种基于双聚酸的新型三元深溶剂 (DP/TDES) 通过破坏键而不是水解来增强纳米纤维素的功能. 这种绿色方法可以实现碳酸含量增加1.8倍,同时保持纳米纤维素的结晶性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 绿色化学 绿色化学
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 传统的基于酸的纳米纤维素提取导致纤维素的快速水解和降解,限制了功能.
- 现有的方法在平衡高效的功能化与维护纳米纤维素完整性方面扎.
- 对于生产高功能纳米纤维素的经济有效,环保和安全替代品的需求至关重要.
研究的目的:
- 开发一种基于双聚酸的新型三元深溶剂 (DP/TDES),用于增强纳米纤维素的功能.
- 将反应机制从水解转移到键破坏,以更好地控制功能化.
- 与现有方法相比,在纳米纤维素中实现更高的碳氧化程度,同时保持其结构完整性.
主要方法:
- 一种DP/TDES的配方,包括氧酸和酸,以调节反应性.
- 溶解色分析以确定溶剂的H键捐赠能力和纤维素溶解能力.
- 通过费舍尔-斯皮耶联合催化和有机催化化用于纳米纤维素功能化.
主要成果:
- DP/TDES证明了比纤维素的凝聚力更高的H键捐赠能力 (αsβc = 0.779),使得溶解独立于水解.
- 与二进制DESs (<0.4 mmol g-1) 相比,Carboxyl含量 (0.822 mmol g-1) 的1.8倍增强.
- 在功能化纳米纤维素中保持高结晶度指数 (78%).
结论:
- 开发的DP/TDES为生产高度功能化的纳米纤维素提供了一种绿色,具有成本效益和安全的替代方案.
- 这种方法提供了与TEMPO和氨基硫酸盐方法相比较高的碳素化程度.
- 这项研究突出了定制深度性溶剂在受控纳米纤维素修饰方面的潜力.
