酸性低共熔溶剂预处理制备慈竹纳米纤维素及其性能研究

谷娟; 张阅凡; 周雪怡; 徐婷婷; 戴红旗; 周雪莲; 卞辉洋

谷娟,张阅凡,周雪怡,徐婷婷,戴红旗,周雪莲,卞辉洋.酸性低共熔溶剂预处理制备慈竹纳米纤维素及其性能研究[J].中国造纸学报,2026,41(3):32-39

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酸性低共熔溶剂预处理制备慈竹纳米纤维素及其性能研究

Study on Preparation and Properties of Nanocellulose from Bambusa Emeiensis L. via Acidic Deep Eutectic Solvent Pretreatment

投稿时间：2026-06-17 修订日期：2026-07-21

DOI：10.11981/j.issn.1000-6842.2026.03.32

中文关键词: 慈竹低共熔溶剂预处理含木质素纤维素纳米纤丝

Key Words:Bambusa emeiensis L. deep eutectic solvent pretreatment lignin-containing cellulose nanofibril

基金项目:

国家自然科学基金

22578221

2024年江苏高校“青蓝工程”项目

国家自然科学基金（22578221）；2024年江苏高校“青蓝工程”项目。

作者	单位	邮编
谷娟^*	1南京林业大学轻工与食品学院,江苏省绿色制浆造纸与生物质材料重点实验室,江苏南京,210037	210037
张阅凡	1南京林业大学轻工与食品学院,江苏省绿色制浆造纸与生物质材料重点实验室,江苏南京,210037	210037
周雪怡	1南京林业大学轻工与食品学院,江苏省绿色制浆造纸与生物质材料重点实验室,江苏南京,210037	210037
徐婷婷	1南京林业大学轻工与食品学院,江苏省绿色制浆造纸与生物质材料重点实验室,江苏南京,210037	210037
戴红旗	1南京林业大学轻工与食品学院,江苏省绿色制浆造纸与生物质材料重点实验室,江苏南京,210037	210037
周雪莲	2中国林业科学研究院林产化学工业研究所,森林食物资源挖掘与利用全国重点实验室,江苏南京,210042	210042
卞辉洋^*	1南京林业大学轻工与食品学院,江苏省绿色制浆造纸与生物质材料重点实验室,江苏南京,210037	210037

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中文摘要:

以慈竹为原料，采用氯化胆碱、甘油、对甲苯磺酸构建的三元酸性低共熔溶剂（DES）对其进行预处理，结合高压均质法制得含木质素的纤维素纳米纤丝（LCNF）。探讨了酸性DES预处理对慈竹纤维主要组分的脱除规律，系统研究了木质素含量对LCNF理化性质的影响，并通过皮尔逊相关系数衡量不同性能间的关系。结果表明，DES预处理后慈竹纤维的木质素脱除率可达84.7%，随着木质素含量的降低，制得LCNF的平均宽度由24.47 nm降至19.95 nm，结晶度指数由60.2%增至67.6%，最大热降解温度在330~350 ℃；流变学研究结果表明，LCNF悬浮液呈现剪切稀化行为和典型的“类固体”凝胶网络特征；皮尔逊相关性分析表明，木质素含量与LCNF平均宽度呈强正相关（r=0.98），与结晶度指数呈高度负相关（r=-0.88）。

Abstract:

Using Bambusa emeiensis L. as the raw material， lignin-containing cellulose nanofibril （LCNF） were prepared from it through pretreatment with a ternary acidic deep eutectic solvent （DES） composed of choline chloride， glycerol， and p-toluenesulfonic acid， followed by high-pressure homogenization. The removal behaviors of the major components of fiber from Bambusa emeiensis L. during acidic DES pretreatment were investigated， and the effects of lignin content on the physicochemical properties of LCNF were systematically evaluated. Pearson correlation analysis was further employed to quantify the relationships among the different properties. The results showed that the lignin removal rate of fiber from Bambusa emeiensis L. reached 84.7% after DES pretreatment. With decreasing lignin content， the average width of the resulting LCNF decreased from 24.47 nm to 19.95 nm， while the crystallinity index increased from 60.2% to 67.6%. The maximum thermal degradation temperature ranged from 330 ℃ to 350 ℃. The rheological analysis revealed that the LCNF suspensions exhibited shear-thinning behavior and a typical “solid-like” gel network characteristic. Pearson correlation analysis showed a strong positive correlation between lignin content and the average LCNF width （r = 0.98）， and a highly negative correlation between lignin content and crystallinity index （r = -0.88）.

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