215 通過深低共熔溶劑高效裂解棉中的強氫鍵并高效地制備纖維素納米晶

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      這篇由西安交通大學等的研究學者完成，討論通過深低共熔溶劑高效裂解棉中的強氫鍵并高效地制備纖維素納米晶的論文，發(fā)表在二區(qū)重要期刊《ACS Sustainable Chemistry & Engineering》，影響因子：6.140。

近年來，微波化學儀器用于材料合成的研究工作已經(jīng)成為科學研究的熱門方向，受到廣大學者的極大關注！

摘要

     生物質(zhì)中纖維素的含量對高產(chǎn)生產(chǎn)納米纖維素具有重要意義，含超高純度(∼95%)纖維素的棉纖維是生產(chǎn)納米纖維素的理想原料。

然而，纖維素鏈之間的強氫鍵的存在限制了棉纖維在一個簡單而溫和的過程中生產(chǎn)納米纖維素的使用。通過微波輔助深共晶溶劑預處理和后續(xù)的高強度超聲處理，首次實現(xiàn)了棉花強氫鍵的高效裂解和纖維素納米晶(CNCS)的超高速制備，產(chǎn)率達74.2%，其直徑為3−25 nm，長度為10 0~3 5 0nm。

CNCS的相對結晶度為82%，熱降解溫度從320℃開始，為棉花CNCS的大批量生產(chǎn)提供了一種綠色高效的方法，有望為提高棉花原料的煉油利用率做出貢獻。

詳情

結論

       總之，本研究證明了一種簡便、快速、綠色的方法，可以從棉花中生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的高產(chǎn)CNCS。氯化膽堿/草酸二水合物MwDES預處理對棉花中強氫鍵的斷裂和未溶解碎片的溶脹是有效的。MwDES預處理與高強度超聲聯(lián)合應用對纖維碎片分解為CNCS具有協(xié)同作用。80°C下800 W預處理3 min，1200 W超聲預處理30 min，CNCS產(chǎn)率為74.2%。其形貌均勻，直徑在3−，25 nm，長度在10 0−3 5 0nm。結晶度高(82%)，熱穩(wěn)定性高(>320℃)。因此，該方法在不影響CNCS產(chǎn)量和性能的前提下，有利于棉花的綠色快速加工。

祥鵠儀器在本論文中的使用過程

       將CFS(0.25 g)與10 g DES混合在聚醚酮(Teflon)內(nèi)襯的聚醚酮(TEF)罐中.用XH-800C微波加速反應系統(tǒng)(中國北京祥鵠科技發(fā)展有限公司)在800 W微波輻射下加熱至70°C~100°C(支持信息圖S1)。該程序是根據(jù)表1中列出的條件設置的。經(jīng)MwDES預處理后，用丙酮和水對未溶解物質(zhì)進行分離和洗滌。為方便起見，將MwDES預處理后的CFS命名為MwDES-70、MwDES-80、MwDES-90和MwDES-100，后綴指示預處理溫度.以烘干CFS對烘干棉原料的重量百分比來計算CFS的得率。