1:30，用蒸餾水調(diào)節(jié)?!1值為10?11，室溫下勻速攪拌311，然后加入5ml無水乙醇，用蒸餾水調(diào)節(jié)pH至中性，得到乳白色懸浮液；
[0037]第六步:離心處理:將得到的懸浮液置于離心機中，以5000rpm轉(zhuǎn)速離心15min，去掉上清液，取沉淀，用自來水洗滌，重復(fù)離心洗滌3次，將得到的沉淀放入4 °C冰箱中儲存待用；
[0038]第七步:分散處理:將纖維素沉淀置于蒸餾水中，固液比為1:100，攪拌6min，然后置于高速分散機中，以速度15000rpm分散5min，得到纖維素納米晶須分散液；
[0039]第八步:冷凍干燥處理:將纖維素納米晶須分散液置于-25°C冷凍24h，立即取出置于冷凍干燥機，冷阱溫度為-60 V，真空度為20Pa，干燥2d，得到白色泡沫狀纖維素納米晶須。
[0040]透射電鏡測試烏拉草纖維素納米晶須分散液的長度為100?190nm，細度為30?50nm(參見圖1)。
[0041 ] 實施例2
[0042]—種植物纖維素納米晶須的提取方法，具體步驟如下:
[0043]第一步:預(yù)氧化處理:去除烏拉草中的雜質(zhì)并用自來水清洗干凈，在鼓風(fēng)烘箱中85°C烘至恒重，置于預(yù)氧化處理溶液中進行處理，所述的預(yù)氧化處理溶液為含有H2O2、NaOH和JFC的水溶液(H2O2濃度為12%，NaOH濃度為3%，JFC濃度為2% )，浴比為1:20，處理溫度為60°C，處理時間為lh，取出用自來水洗凈，在鼓風(fēng)烘箱中85°C烘干至恒重
[0044]第二步:纖維素提純處理:將預(yù)氧化處理后的烏拉草置于雙相水溶液體系中進行處理，所述的雙相水溶液體系由10 %聚乙二醇-2000 (PEG-2000)溶液和無機鹽溶液(配比為:4%NaOH，3 %Na2SO3，2%Na2CO3，2.5 % JFC)按照質(zhì)量比為1:1的比例混合得到，浴比為1:20，處理溫度為80°C，處理時間為2h，取出用自來水洗凈，在鼓風(fēng)烘箱中85°C烘干至恒重；
[0045]第三步:機械粉碎:將提純后的纖維用粉碎機粉碎，過60目篩，得到纖維粉末；
[0046]第四步:DMS0預(yù)處理:將纖維粉末置于二甲基亞砜中在勻速攪拌條件下進行處理，浴比為1:30，處理溫度為60°C，處理時間為5h，過濾，并用蒸餾水沖洗干凈，在鼓風(fēng)烘箱中85°C烘干至恒重；
[0047]第五步:TEMPO氧化:將DMSO處理過后的纖維粉末加入到蒸餾水中，再加入TEMPO、NaBr和NaClO形成TEMPO氧化體系，配比為Ig纖維粉末加入35mg TEMPO，1.5g NaBr、60mlNaC10，NaC10為逐滴加入，浴比為1:30，用蒸餾水調(diào)節(jié)?!1值為10?11，室溫下勻速攪拌211，然后加入1ml無水乙醇，用蒸餾水調(diào)節(jié)pH至中性，得到乳白色懸浮液；
[0048]第六步:離心處理:將得到的懸浮液置于離心機中，以7000rpm轉(zhuǎn)速離心lOmin，去掉上清液，取沉淀，用蒸餾水洗滌，重復(fù)離心洗滌4次，將得到的沉淀放入4°C冰箱中儲存待用；
[0049]第七步:分散處理:將纖維素沉淀置于蒸餾水中，固液比為3:100，攪拌8min，然后置于高速分散機中，以速度13000rpm分散lOmin，得到纖維素納米晶須分散液；
[0050]第八步:冷凍干燥處理:將纖維素納米晶須分散液置于-20°C冷凍48h，立即取出置于冷凍干燥機，冷阱溫度為-50 V，真空度為30Pa，干燥3d，得到白色泡沫狀纖維素納米晶須。
[0051 ]透射電鏡測試烏拉草纖維素納米晶須分散液的長度為100?190nm，細度為30?50nm(參見圖2)。
[0052]上述實施例所采用工藝參數(shù)僅為本發(fā)明的較佳參數(shù)，并非用來限定本發(fā)明的實施范圍。熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員很容易對本發(fā)明的參數(shù)進行修改，并把在此說明的一般性原理應(yīng)用在其它應(yīng)用實例中。本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，對本發(fā)明進行改進和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種植物纖維素納米晶須的提取方法，其特征在于，包括: 第一步:預(yù)氧化處理:去除植物纖維中的雜質(zhì)并清洗干凈，烘至恒重，置于預(yù)氧化處理溶液中進行處理，浴比為1: 20?1: 30，處理溫度為60?80 °C，處理時間為I?2h，取出洗凈，烘干至恒重； 第二步:纖維素提純處理:將預(yù)氧化處理后的植物纖維置于雙相水溶液體系中進行處理，浴比為1:20?1:30，處理溫度為80?90°C，處理時間為2?4h，取出洗凈，烘干至恒重； 第三步:機械粉碎:將提純處理后的植物纖維用粉碎機粉碎，過40?80目篩，得到纖維粉末； 第四步:DMSO預(yù)處理:將所得的纖維粉末置于二甲基亞砜中在勻速攪拌條件下進行處理，浴比為1: 20?1:30，處理溫度為50?60 °C，處理時間為5?7h，過濾，用蒸餾水沖洗干凈，烘干至恒重； 第五步:TEMPO氧化:將DMSO預(yù)處理后的纖維粉末加入到蒸餾水中，再加入TEMPO、NaBr和NaClO形成TEMPO氧化體系，浴比為1:30?1:50，pH值為10?11，室溫下勻速攪拌2?3h，然后加入無水乙醇，每克纖維粉末加入5?1ml無水乙醇，調(diào)節(jié)pH至中性，得到懸浮液； 第六步:離心處理:將懸浮液置于離心機中，以5000?6000rpm轉(zhuǎn)速離心10?15min，去掉上清液，取沉淀，洗滌，重復(fù)離心洗滌3?4次，將得到的沉淀放入4?6 °C冰箱中儲存待用； 第七步:分散處理:將所得的沉淀置于蒸餾水中，固液比為1: 100?3:100，攪拌5?lOmin，再放入高速分散機中，以13000?15000rpm轉(zhuǎn)速分散5?lOmin，得到纖維素納米晶須分散液； 第八步:冷凍干燥處理:將纖維素納米晶須分散液置于-25?-20°C冷凍24?48h，取出置于冷凍干燥機中，冷阱溫度為-60?-50°C，真空度為20?30Pa，干燥2?3d，得到白色泡沫狀纖維素納米晶須。2.如權(quán)利要求1所述的植物纖維素納米晶須的提取方法，其特征在于，所述第一步中的植物纖維為烏拉草。3.如權(quán)利要求1所述的植物纖維素納米晶須的提取方法，其特征在于，所述第一步中的預(yù)氧化處理溶液為含有H2O2、NaOH和JFC的水溶液。4.如權(quán)利要求3所述的植物纖維素納米晶須的提取方法，其特征在于，所述第一步中的預(yù)氧化處理溶液中:H2O2濃度為8 %?12 %，NaOH濃度為I %?3 %，JFC濃度為0.5 %?2 %。5.如權(quán)利要求1所述的植物纖維素納米晶須的提取方法，其特征在于，所述第二步中的雙相水溶液體系由聚乙二醇-2000(PEG-2000)溶液和無機鹽溶液按照質(zhì)量比為1:1的比例混合得到。6.如權(quán)利要求5所述的植物纖維素納米晶須的提取方法，其特征在于，所述第二步中的PEG-2000溶液濃度為10%?30%。7.如權(quán)利要求5所述的植物纖維素納米晶須的提取方法，其特征在于，所述第二步中的無機鹽溶液配比為:NaOH濃度為2%?4% ,Na2SO3濃度為I %?3% ,Na2CO3濃度為I %?2%，JFC濃度為0.5%?2.5%。8.如權(quán)利要求1所述的植物纖維素納米晶須的提取方法，其特征在于，所述第一步、第二步、第四步中烘干過程在普通鼓風(fēng)烘箱中進行，溫度為80?90 0C。9.如權(quán)利要求1所述的植物纖維素納米晶須的提取方法，其特征在于，所述第五步中TEMPO氧化體系配比為:TEMPO濃度為30?35mg/g，NaBr濃度為0.5?1.5g/g，NaC10濃度為40?60ml/go10.如權(quán)利要求1所述的植物纖維素納米晶須的提取方法，其特征在于，所述第五步中加入NaClO的方法為逐滴加入。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種植物纖維素納米晶須的提取方法，包括：預(yù)氧化處理、纖維素提純處理、機械粉碎、DMSO預(yù)處理、TEMPO氧化、離心處理、分散處理和冷凍干燥處理。本發(fā)明采用雙相水溶液(ABS)法提取纖維素，此方法可使木質(zhì)素有效溶解在高聚物的一相，而纖維素則以固態(tài)形式留在無機鹽溶液的一相，提高制成率。本發(fā)明適用于木質(zhì)素含量較高的植物纖維，所采用的烏拉草來源廣泛、成本低，所提供的纖維素納米晶須制備方法工藝簡單、能耗低、產(chǎn)量高，具有實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的潛力。
【IPC分類】D21B1/02, C08B15/08, C08B15/02, D21B1/06, D21C1/00, D21C5/00
【公開號】CN105648816
【申請?zhí)枴?br>【發(fā)明人】劉麗芳, 劉慧 , 趙艷嬌, 楊雪, 董國虎, 李莉, 降帥
【申請人】東華大學(xué)
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2016年1月18日