氨基化微晶纤维素吸附纤维的制备及工艺探讨

以环氧化微晶纤维素(EMC)纤维为原料,赖氨酸为改性剂,Na2CO3为催化剂制得氨基化微晶纤维素(Lye-EMC)吸附纤维,探究了制得氨基化微晶纤维素纤维的最佳条件。结果表明:在4 g赖氨酸用量为4 g、Na2CO3用量为0.3 g、反应温度为55℃以及反应时间为3 h时,制得的氨基化微晶纤维素纤维对刚果红溶液的效果最好,为89.23 mg/g。

氨基化细菌纤维素载体的制备及其固定β-半乳糖苷酶

利用二氯亚砜和乙二胺对细菌纤维素薄膜进行氯化和氨基化制备氨基化细菌纤维素薄膜,并以该薄膜作为载体固定β-半乳糖苷酶,研究载体的结构性质和固定化酶的制备条件及相关酶学性质。通过元素分析、红外光谱和X线光电子能谱等分析方法来表征载体性质。结果显示,有大量氨基接入细菌纤维素表面。最佳的固定化酶的条件:戊二醛添加量4 g/L,固定化时间3 h,酶添加量3 mg/m L,p H7.0和交联时间90 min,此条件下,最高酶活回收率为78.4%,吸附酶量为63.1 mg/g。与游离酶相比,固定化酶的最适温度为40℃,比游离酶高10℃,最适p H提高0.5,有向碱性方向移动的趋势,重复使用7次后剩余77.8%的相对酶活力。

氨基化纤维素的制备及对丝绸印染废水的净化处理

文章以纤维素(CE)为原料,通过戊二醛交联接枝聚乙烯亚胺(PEI),制备氨基化纤维素(CE-g-PEI),并将制备的CE-g-PEI应用于丝绸印染废水的净化处理。通过正交实验,确定其最优制备工艺条件为CE/PEI质量比1︰1,反应温度45℃,戊二醛用量1.5 g,反应3 h。此时,CE-g-PEI表面氨基含量高达17.5 mmol/g。对丝绸印染废水处理结果表明:CE-g-PEI对废水的处理效果依赖于其用量,当在100 mL废水中添加60 mg的CE-g-PEI时,废水中COD去除效率达到86.7%,其浊度也由初始的7 NTU降至3 NTU左右。所以,氨基化纤维素对丝绸印染废水具有优良的净化效果,是一种有潜力的废水处理新材料。

微晶纤维素改性聚乙烯醇复合膜的性能及其作用机理

从麦秆中提取微晶纤维素(MCC),将其加入到聚乙烯醇(PVA)中对其进行改性,通过共混、流延制备了PVA/MCC复合膜。研究了NaOH用量对麦杆纤维素收率的影响,以及MCC用量对复合膜力学性能和热性能的影响,并考察了PVA/MCC复合膜的结构、微观形貌。结果表明:当NaOH质量分数为4%时,麦杆纤维素收率最大,为53.9%;加入MCC后,PVA/MCC复合膜的热稳定性提高;复合膜的力学性能随着MCC用量的增加先上升后下降,当MCC用量为9%(w)时,复合膜的拉伸强度及断裂标称应变均最大,分别较纯PVA提升了约191%,636%;MCC用量为12%(w)时,MCC在PVA中团聚,形成明显的“海岛”结构,导致复合膜的力学性能下降。

氨基化纳米纤维素改性无醛装饰纸的制备及性能

为了研究氨基化纳米纤维素(AEAPMDS-CNC)改性无醛装饰纸吸附CO2的性能,通过3-(2-氨基乙氨基)丙基甲基二甲氧基硅烷(AEAPMDS)接枝到纳米纤维素(CNC)改性无醛装饰纸,采用傅里叶红外光谱对AEAPMDS-CNC进行表征,分析AEAPMDS和CNC质量分数、反应时间及叔丁醇对浸渍纸吸附CO2性能试验,对改性后的无醛装饰纸的表面胶合性能和表面耐磨性能进行了测试。结果表明:改性剂没有破坏CNC的基本形态,AEAPMDS与CNC接枝成功;浸渍纸的吸附性能随AEAPMDS、CNC质量分数的增加而增加,随反应时间的增加而适当增加,最佳时间为4 h,叔丁醇的存在也有利于提高其吸附性能;装饰纸吸附量最大为1.606 mmol/g,对其是否可重复吸附仍在进一步探究中;改性后的无醛装饰纸的表面胶合强度基本不变,表面耐磨性能有一定的提高。

花生壳微晶纤维素改性聚乳酸的性能及机理

花生壳采用碱解、酸解、脱色等处理后制得微晶纤维素(MCC),将其作为填料加入到聚乳酸(PLA)中,通过溶液流涎成膜的方法制得不同MCC含量的MCC/PLA复合膜。分析了碱解过程中氢氧化钠浓度对MCC收率的影响、MCC含量对MCC/PLA复合膜性能的影响及其作用机理。利用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、差示扫描量热仪(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)、万能力学试验机等对MCC及MCC/PLA复合膜结构及性能进行表征和分析。结果表明,花生壳通过碱解、酸解、脱色等处理,将木质素等物质大量去除,制得MCC;MCC的加入,影响了PLA结晶结构的规整度及完善程度,降低了复合膜的熔融温度;随着MCC含量的增加,MCC/PLA复合膜的拉伸强度和断裂伸长率呈先增加后降低的趋势,均大于纯PLA的拉伸强度和断裂伸长率。当MCC的含量为5.6%时,MCC/PLA复合膜的拉伸强度为36.5 MPa,断裂伸长率达到最大值1.7%,与纯PLA相比,分别提高了52.1%和30.8%;SEM结果表明,该含量的MCC在PLA中分散均匀,复合膜光滑平整。

纳米微晶纤维素复合膜的制备及性能分析

以具有可持续性和环保特点的棉纤维为原料制备纳米微晶纤维素(NCC),再通过硫酸水解法简单高效地制得NCC悬浮液,将该悬浮液与壳聚糖混合,制备出NCC复合膜.利用万能试验机测试NCC复合膜的力学拉伸性能,同时用拟杯子法测试NCC复合膜的透湿性、用覆盖油脂的过氧化值测试NCC复合膜的阻氧性、用分光光度计测试NCC复合膜的透光性、用金黄色葡萄球菌和大肠杆菌测试NCC复合膜的抗菌性,最后用细胞培养试验评估复合膜对人体细胞的毒性.结果表明,NCC用量在45%质量分数时,制备的NCC复合膜拉伸强度最大、力学性能最高、断裂界面更粗糙;NCC复合膜水蒸气透过率保持在2.8×10^(-11) g·(m·s·Pa)^(-1)以上;NCC复合膜氧气阻隔性的过氧化值在2.0以上;经过与NCC复合膜32 min的接触,金黄色葡萄球菌和大肠杆菌接近完全被杀灭;24 h人体细胞存活率在70%以上.综上,所制备的NCC复合膜性能优良,值得开发.

一锅法合成氨基化纳米纤维素及其性能表征

为实现纳米纤维素衍生物的绿色高效制备,以过硫酸铵为氧化剂,基于机械力化学作用,在微波-水热条件下氧化降解竹浆粕得到羧基化纳米纤维素(CNC),然后与二乙烯三胺发生缩合反应,实现水相中氨基化纳米纤维素(ACNC)的一锅法合成,并对其性能进行研究。结果表明:ACNC呈棒状,直径为10~40 nm,长度为50~300 nm,氨基的接枝率为6.29%;ACNC的晶型并未发生改变,仍为纤维素Ⅰ型,结晶度由竹浆粕的59%增加到79%;ACNC的热稳定性较竹浆粕并未显著下降,但较CNC显著提高,说明CNC表面接枝氨基后热稳定性能得到改善;该制备方法绿色高效,得到的纤维素衍生物有望在生物固化和物理性能增强方面发挥作用。

氨基化硅胶载体固定化纤维素酶的研究

用硅胶作载体,戊二醛作交联剂,制备了固定化的纤维素酶。对制备固定化纤维素酶的偶联剂浓度、pH、给酶量3个影响因素进行了研究,通过正交试验优化得出最佳的固定化条件:交联剂戊二醛浓度为1%,固定化pH值为5,固载量为每克载体100mg纤维素酶。

丙基噁唑啉改性微晶纤维素增强增韧聚乳酸的研究

利用丙基唑啉(POZ)对微晶纤维素(MCC)进行化学改性得到酰胺化微晶纤维素(AD-MCC),AD-MCC与聚乳酸(PLA)通过熔融共混法制备AD-MCC/PLA复合材料。利用FT-IR、SEM、XRD、TG、万能试验机等研究了AD-MCC的制备条件,并考察了AD-MCC添加质量分数对AD-MCC/PLA的性能影响。结果表明,在甲醇钠催化下120℃反应8 h,可得到POZ接枝率为31.47%的AD-MCC;AD-MCC提高了MCC与PLA的相容性,使PLA力学性能显著提高;添加2.5%AD-MCC可使PLA复合材料的拉伸强度提高26%,断裂伸长率提高61%,冲击强度提高57%。

微晶纤维素改性透水混凝土性能研究

对微晶纤维素(MCC)改性并制备透水混凝土,探究改性纤维素(MCCPA)掺量对透水混凝土力学强度、透水系数和净水性能的影响,并对其水化产物及微观形貌进行分析。结果表明,MCCPA掺量为0.15%时,试件的强度最高,7、28 d抗压强度及28 d抗折强度分别为22.48、29.52、4.16 MPa,较对照组提高了15.16%、9.49%、15.88%。改性透水混凝土工作和透水性能改善,MCCPA掺量为0.20%时,透水系数为3.79 mm/s,较对照组增大了15.90%。重金属离子净化能力较对照组提高,MCCPA掺量为0.25%时,Cu^(2+)和Cr^(3+)去除率分别为67.53%、74.51%,较对照组分别提高19.48%、39.19%。MCCPA与水泥的相容性较好,能嵌入水泥浆体缝隙中优化结构,促进C-S-H凝胶的生成,提高水泥浆体微观结构抗裂性。

紫苏饼粕微晶纤维素酶法制备及表征

该文优化了紫苏饼粕微晶纤维素(Perilla Seed Meal Microcrystalline Cellulose,PSM-MCC)酶法制备工艺,并对其结构与性能进行表征。以紫苏饼粕纤维素(Perilla Seed Meal Cellulose,PSM-CL)为原料,通过响应面法优化酶法制备微晶纤维素的最佳工艺,并对其理化性质及功能特性进行研究。采用傅里叶红外光谱、X射线衍射、热重分析和扫描电子显微镜对PSM-MCC进行表征。纤维素酶酶法制备PSM-MCC最佳工艺为:pH值5.0、PSM-CL和水的料液比1:20 g/mL、加酶量的质量分数为0.4%、酶解温度55℃、酶解时间3 h。在此工艺下,PSM-MCC得率为90.74%,聚合度134。PSM-MCC去除了木质素等杂质,结晶度从49.39%增加到61.37%,与PSM-CL相比,纤维素酶水解制备的PSM-MCC具有更好的热稳定性,其直径较小,为48.26μm,表面呈多孔和层状结构。该研究通过生物酶水解制备的PSM-MCC各项性能优异且符合国家标准,有望被应用在食品、制药和复合材料等多个领域。

纳米氧化物@微晶纤维素的辐射制备及其对三氯乙酸的吸附去除

作为饮用水消毒常见的非挥发性副产物,三氯乙酸(Trichloroacetic acid,TCA)对人体具有致癌的危害性。本研究通过预辐射接枝包埋法成功制备了4种纳米氧化物@微晶纤维素基吸附剂(P25@微晶纤维素、SiO_(2)@微晶纤维素(MCC-g-GMA@SiO_(2))、Fe_(3)O_(4)@微晶纤维素和Fe_(2)O_(3)@微晶纤维素),探究其对饮用水中TCA的去除率。利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、热重(TG)分析、扫描电子显微镜(SEM)等表征手段对材料的微区形貌、表面结构及吸附性能进行了表征与测试,并系统对比探讨了不同单体浓度、包埋物浓度、吸收剂量等对其增重率的影响。通过对4种包埋的纳米氧化物进行吸附实验对比,得到了完整的静态吸附平衡曲线。结果表明:SiO_(2)@微晶纤维素性能明显优于其他3种吸附剂,且单体浓度体积百分数在30%、包埋物质量百分数为4%、吸收剂量在60 kGy时,对饮用水中TCA的去除率达到83.27%。该系列吸附材料在饮用水净化领域具有重要的应用价值。

微晶纤维素在季铵碱水溶液中的低温溶解研究

选用四甲基氢氧化铵(TMAH)、四乙基氢氧化铵(TEAH)、四丙基氢氧化铵(TPAH)3种季铵碱水溶液为溶剂,通过低温冷冻、室温解冻溶解微晶纤维素(MCC),研究不同温度及不同溶剂浓度下MCC的溶解效果,对不同季铵碱水溶液处理后的MCC的溶解行为进行表征。结果表明:随着冻融温度的降低,3种溶剂中MCC的溶解度整体上均呈现先上升后慢慢趋于稳定的趋势;在不同溶剂体系下,随着季铵碱浓度的增大,MCC的溶解度均呈现上升趋势;当冻融温度为-30℃、溶剂中季铵碱质量分数为35%时MCC的溶解效果最佳,在TMAH、TEAH和TPAH水溶液中MCC的溶解度分别为1.2%、11.5%和7.25%;季铵碱水溶液体系为MCC的非衍生化溶剂体系,其中TEAH能够削弱MCC内部氢键,溶解能力最强;经TEAH、TPAH处理的MCC的结晶度均下降,其中TEAH溶胀处理后MCC的结晶度由63.11%下降到43.71%,TEAH溶解后再生MCC的结晶度下降到30.46%,MCC的晶型由纤维素I晶型转变为纤维素II晶型;3种季铵碱水溶液中TEAH去结晶能力最强,对MCC的溶解效果最好。

微晶纤维素/聚乙烯醇对明胶基复合薄膜性能的影响

聚乙烯醇(PVA)/明胶基材料具有良好的成膜性能和生物相容性,具有广泛的实际应用价值,是一个重要的研究对象。本研究将微晶纤维素(MCC)和PVA分别作为增强材料和共混材料添加到明胶(GL)基材中,改善明胶基复合薄膜的力学性能和阻隔性能。微晶纤维素的添加可赋予MCC/PVA/GL复合薄膜良好的理化性能和应用性能。当基材中添加质量分数5%MCC时,复合薄膜的拉伸强度由14.91 MPa提高到48.02 MPa,热降解温度提高了11.4℃,含水率降低了9.12%。同时,还延长了水蒸气通过PVA/GL薄膜的路径,降低了MCC/PVA/GL复合薄膜的水蒸气透过率。土壤包埋实验表明,MCC的加入加快了复合薄膜的生物降解性能。因此,MCC/PVA/GL复合薄膜可应用于绿色包装领域,如食品包装、药品包装、化妆品包装等。

天然橡胶/改性剑麻纤维素微晶复合材料的性能研究

以剑麻纤维素为原材料提取剑麻纤维素微晶(SCF),以硬脂酸(SA)为改性剂制备硬脂酸改性剑麻纤维素微晶(SA-g-SCF),研究SA-g-SCF用量对天然橡胶(NR)/SA-g-SCF复合材料性能的影响。结果表明:随着SA-g-SCF用量的增大,NR/SA-g-SCF复合材料的Fmax-FL增大,t90呈延长趋势;与未加入SA-g-SCF的NR胶料相比,加入5份SA-g-SCF的NR/SA-g-SCF复合材料的t90基本不变,而硫化速率指数增大;随着SA-g-SCF用量的增大,NR/SA-g-SCF复合材料的邵尔A型硬度、100%定伸应力和300%定伸应力增大,拉伸强度先增大后减小;SA-g-SCF用量为5份的NR/SA-g-SCF复合材料的断面未有明显的团聚体,其拉伸强度最大(25.4 MPa),综合性能最佳。

2-(1-氨基-8-萘酚-3,6-二磺酸钠)-4,6-二氯-1,3,5-三嗪改性微晶纤维素的制备与水解

合成了2-(1-氨基-8-萘酚-3,6-二磺酸钠)-4,6-二氯-1,3,5-三嗪(SHACT),用于微晶纤维素(MCC)的改性,研究了改性纤维素的结构与水解性能的关系。以三聚氯氰(TCT)、1-氨基-8-萘酚-3,6-二磺酸单钠为原料,合成SHACT;将SHACT用于微晶纤维素的修饰,用FT-IR表征其接枝效果,并通过WAXD分析改性后纤维素的结晶结构;并将修饰后的微晶纤维素于130℃、固液比为1∶20的条件下用8%(wt,质量分数,下同)H_2SO_4水解5h,研究SHACT的用量对纤维素微晶结构和水解性能的影响。实验结果表明,经SHACT改性后,微晶纤维素的结晶结构发生了变化:无定形区含量增加,结晶指数下降,晶粒尺寸减小;微晶纤维素水解后还原糖的得率有所提高,当SHACT相对摩尔含量为4.76%时,微晶纤维素水解后还原糖的得率最大(9.71%)。

微晶纤维素氰乙基化及其反应动力学研究

通过微晶纤维素的氰乙基化试验,研究了反应温度和反应时间对氰乙基化产物取代度(DS)的影响,表明在50℃以下,微晶纤维素的氰乙基化取代度随反应温度的升高和反应时间的延长而增加。傅里叶红外光谱分析显示微晶纤维素氰乙基化后羟基峰明显减弱,并形成了新的碳氮三键吸收峰,证明纤维素中的部分羟基氢被氰乙基所取代。X射线衍射分析显示微晶纤维素中原有的结晶结构被破坏。X4显微熔融温度测定仪、维卡软化点测定仪等的分析表明微晶纤维素氰乙基化产物的热塑性先随取代度的升高而提高,取代度超过1.43后,产物的热塑性又随取代度的升高而下降。确定了微晶纤维素氰乙基化在不同温度(30、35、40和45℃)下的反应速率常数(分别为1.30、1.61、1.94和2.26 s-1),计算出了微晶纤维素氰乙基化反应的表观活化能为29.8 kJ/mol。

海藻酸钠/微晶纤维素复合水凝胶对水中甲基橙和亚甲基蓝的吸附性能与机理

以海藻酸钠(SA)和微晶纤维素(MCC)为原料,合成海藻酸钠/微晶纤维素复合水凝胶(SA/MCC),对制备的复合水凝胶进行结构表征,并研究其对水中甲基橙(MO)和亚甲基蓝(MB)的吸附性能、模型和机理。结果表明,SA/MCC-20去除MO和MB的最佳pH分别为2和12,吸附模型更符合拟二级模型和Langmuir模型,最大吸附容量可达331.25mg/g、253.31mg/g。通过改变水溶液的pH,MO和MB均可在SA/MCC-20表面实现有效的吸附和解吸从而回收利用。经过5次吸附-解吸循环后,在最佳pH下SA/MCC-20对MO和MB的解吸率仍达91.52%和85.41%。SA/MCC对MO和MB具有较强的吸附能力,吸附机理主要包括静电吸引、范德华力、氢键作用、π-π堆积、孔扩散、孔填充等,并以化学吸附为主,物理吸附为辅。

微晶纤维素基碳酸钙复合材料对Cd^(2+)和Pb^(2+)的捕集与回收研究

以微晶纤维素(MCC)和碳酸钙(CaCO_(3))为基底,通过冷却活化和离子交换反应制备了MCC@CaCO_(3)复合材料。研究捕集时间、浓度及pH等因素对溶液中Cd^(2+)和Pb^(2+)去除的影响。结果表明,当Ca^(2+)的投加量为0.1 mol、pH值为5时,MCC@CaCO_(3)对Cd^(2+)的吸附容量达503.47 mg/g,对Pb^(2+)的吸附容量达1 076.05 mg/g,去除率99.7%。