低强度超声强化酸水解对纳米纤维素尺寸分布的影响

林　涛; 李　静; 殷学风; 张鼎军; 段　敏

林　涛,李　静,殷学风,张鼎军,段　敏.低强度超声强化酸水解对纳米纤维素尺寸分布的影响[J].中国造纸学报,2019,34(4):21-26

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低强度超声强化酸水解对纳米纤维素尺寸分布的影响

Effect of Low-intensity Ultrasonic Enhanced Acid Hydrolysis on Size Distribution of Nanocellulose

DOI：10.11981/j.issn.1000-6842.2019.04.21

中文关键词: 纳米纤维素低强度超声酸水解尺寸均一

Key Words:nanocellulose crystals low-intensity ultrasonic acid hydrolysis uniform size

基金项目:陕西省自然科学基础研究计划（2018JM2034）；咸阳市科技计划项目（2017k0220）。

作者	单位
林　涛	陕西科技大学轻工科学与工程学院，轻化工程国家级试验教学示范中心，陕西省造纸技术及特种纸品开发重点实验室，陕西西安，710021
李　静	陕西科技大学轻工科学与工程学院，轻化工程国家级试验教学示范中心，陕西省造纸技术及特种纸品开发重点实验室，陕西西安，710021
殷学风	陕西科技大学轻工科学与工程学院，轻化工程国家级试验教学示范中心，陕西省造纸技术及特种纸品开发重点实验室，陕西西安，710021
张鼎军	陕西科技大学轻工科学与工程学院，轻化工程国家级试验教学示范中心，陕西省造纸技术及特种纸品开发重点实验室，陕西西安，710021
段　敏	陕西科技大学轻工科学与工程学院，轻化工程国家级试验教学示范中心，陕西省造纸技术及特种纸品开发重点实验室，陕西西安，710021

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中文摘要:

采用低强度超声强化酸水解棉纤维的方法制备纳米纤维素晶体（NCC），探讨了超声功率、反应时间、反应温度及硫酸浓度对纳米纤维素尺寸分布的影响，并通过原子力显微镜（AFM）、扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射仪（XRD）对其表面形貌和晶型结构进行分析表征。结果表明，在超声功率240 W、反应时间75 min、反应温度50℃、硫酸浓度60%的条件下所得NCC呈短棒状，得率为51.2%，长度在100～300 nm左右，占总尺寸分布的86.9%，直径约为20 nm，晶型为天然纤维素Ⅰ型，结晶度为87.8%。

Abstract:

Nanocellulose crystals (NCC) were prepared by low-intensity ultrasonic enhanced acid hydrolysis of cotton fibers. The effects of ultrasonic power, reaction time, reaction temperature and sulfuric acid concentration on the average particle size distribution of NCC were investigated. The surface morphology and crystal structure of NCC were characterized by atomic force microscopy (AFM), scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffractometer (XRD). The results indicated that under the conditions of ultrasonic power 240 W, reaction time 75 min, reaction temperature 50℃, sulfuric acid concentration 60%, the NCC was short rod-shaped, the yield was 51.2% and the particle length in 100~300 nm was accounted for 86.9% of the total distribution, the average diameter was about 20 nm. It was celluloseⅠwith a crystallinity of 87.8%.

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