低共熔溶剂体系中纤维素乳液制备及纤维素改性

为了探究纤维素的预处理方式及研究纤维素改性的应用效果,采用混合加热法合成了氯化胆碱/尿素及氯化胆碱/甘油两种低共熔溶剂,通过红外图谱确定了其结构和组成.研究发现摩尔比为1:2的氯化胆碱/尿素体系的低共熔溶剂对纤维素的溶解度较高.以液体石蜡为连续相,低共熔溶剂溶解的纤维素作为分散相制备得到稳定的油包水(W/O)型乳液,连续相与分散相的体积比为1∶2,乳化剂Span80用量为油相的质量分数10%以及高效的超声均质,能够得到持久稳定的乳液.通过扫描电镜、红外及热重分析对低共熔溶剂处理的纤维素乳液及柠檬酸改性纤维素的结构、表面形貌和热稳定性进行分析,发现低共熔溶剂处理纤维素,一定程度上破坏了纤维素内氢键,降低了纤维素的结晶度,使其表面变得粗糙.经过柠檬酸改性后的纤维素呈现混乱复杂的堆叠,并呈多孔结构,说明多元羧酸与纤维素存在较强的相互作用力.热性能分析显示低共熔溶剂处理过的纤维素与柠檬酸改性的纤维素的热稳定性均优于纤维素原料.     

高羧基含量TEMPO氧化纤维素的制备与表征

为提高2,2,6,6-四甲基哌啶氧化物(TEMPO)试剂制备的氧化纤维素的氧化度,采用DMAc/Li Cl体系,通过两步法制备高羧基含量TEMPO氧化纤维素。第一步采用DMAc/Li Cl溶解体系破坏纤维素Ⅰ结构来获得纤维素粉末,第二步利用TEMPO/Na Br/Na Cl O体系对纤维素粉末进行TEMPO氧化,获得高羧基含量、高氧化度的氧化纤维素。用顶空气相色谱法、电导率法、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、核磁分析仪(13C NMR)和X射线衍射(XRD)对产物的结构进行了表征,FTIR和13C NMR结果表明TEMPO氧化纤维素制备成功,XRD分析表明纤维素Ⅰ结构完全被溶剂破坏。顶空气相色谱法测得TEMPO氧化纤维素羧基含量高达2.02 mmol·g-1,电导率法测得氧化度为97%。     

稻草在LiCl/DMSO中的溶解及再生性能

  目的  以球磨稻草(水稻Oryza sativa秸秆)为原料,通过氯化锂/二甲亚砜(LiCl/DMSO)溶剂体系处理,探讨球磨稻草在LiCl/DMSO溶剂体系中的溶解行为及再生特点。  方法  选取稻草叶、带节的秆、不带节的秆、全秆等4个部位,设置0.5、1.0 h球磨时间,设置LiCl质量分数为2%、4%、6%、8%的LiCl/DMSO溶剂体系进行溶解后再生,按照标准方法测定纤维素、半纤维素、木质素和灰分等化学成分,通过碱性硝基苯氧化来测定木质素结构单元的产率,分析木质素的缩合程度,采用X射线衍射图谱计算纤维素结晶度,比较再生前后的纤维素的结晶区变化。  结果  球磨1.0 h秆和叶均可完全溶解于LiCl/DMSO溶剂体系,质量分数为8%的LiCl/DMSO溶剂体系可溶解的叶和秆的质量分数能达到10%。经水再生后,80%以上的木质素得以保留,秆中木质素保留率可达到87.5%;经X射线衍射分析,叶中纤维素的结晶度从37.8%下降至27.5%,秆从43.1%下降至26.5%;硝基苯氧化结果表明:再生后,各部位中木质素结构未缩合单元含量均有所增加。  结论  球磨时间、LiCl的质量分数均会影响草粉在LiCl/DMSO溶剂体系中的溶解,再生后,球磨草粉中的化学成分再生能力强,经比较叶中纤维素、木质素的再生能力最低;叶、秆中灰分的分布、沉积有所不同,叶中的灰分再生能力高于秆。各组分经球磨后木质素的缩合程度降低,球磨改善了硝基苯氧化环境。再生后各部位中的纤维素结晶度有所下降,结晶区受到一定程度的破坏。图6表4参36     

木浆纤维素在乳酸/四乙基氯化铵体系中的溶解状况

采用乳酸/四乙基氯化铵体系作为溶剂,通过改变乳酸和四乙基氯化铵的质量比、反应温度和液固比,研究乳酸/四乙基氯化铵体系中纤维素的溶解状况.结果表明,当乳酸与四乙基氯化铵的质量比为3∶1、反应温度为80℃、液固比为100∶1(V/m,mL∶g)时,木浆纤维素在乳酸/四乙基氯化铵体系中的溶解效果最佳,为木浆纤维素在乳酸体系中进一步均相酯化、醚化及进行其他改性以制备热塑性高分子材料提供依据.     

基于全溶体系的毛竹竹材木质素分离方法

  目的  以毛竹Phyllostachys edulis竹材为原料，经球磨分别通过LiCl/DMSO溶剂体系的溶解、再生处理、纤维素酶水解，得到的酶解残渣进行溶剂抽提、纯化，分离出竹材中的再生酶解木质素（RCEL）。  方法  木质素化学成分按照标准方法测定，木质素结构单元的变化通过红外、碱性硝基苯氧化、核磁共振波普分析，采用X射线衍射比较再生前后的纤维素结晶区变化。用凝胶渗透色谱测定木质素的分子量及其分布。  结果  经由化学成分结果得知:RCEL的得率和纯度都较高。经红外、元素分析、硝基苯氧化、凝胶渗透色谱、核磁共振等手段表征表明:分离得到的竹材RCEL为GSH型木质素，缩合程度略高于纤维素酶解木质素（CEL），其中，紫丁香基结构单元含量较高，达50%，分离过程中结构单元比例没有变化。从分子量及其分布来看，竹材RCEL数均分子量和重均分子量都较高，分离过程中木质素降解较少。经X射线衍射分析，经LiCl/DMSO体系溶胀处理后纤维素的结晶度有所下降。RCEL木质素热失重温度为200~600℃，600℃后失重趋于稳定，木质素缩合程度不同会导致不同的热解特性。  结论  基于LiCl/DMSO溶剂体系的分离方法，对木质素大分子结构有较好的保护作用，对碳水化合物有很好的降解作用，可以改变纤维素结晶区的结构，降低结晶度，从而能促进纤维素的降解，提高酶解效率，有利于高效分离CEL。与传统分离方法得到的球磨木质素（MWL）、CEL相比，经过LiCl/DMSO溶剂体系处理后得到的竹材RCEL，能较好地代表竹材的木质素。     

纤维素的溶解研究进展

纤维素（Cellulose）作为可持续发展的可再生生物资源受到高度重视。但因其高聚合度和高结晶性而导致了难以溶解,难以加工。新的溶剂体系的开发,特别是近年来发展的新型离子液体溶剂,使纤维素的溶解问题得以缓解。笔者对比分析了用于纤维素溶解的各种溶剂体系的研究现状、溶解机理及其优缺点,并特别介绍了离子溶剂体系的特点及其溶解机理,以及作为新兴的环保型溶剂的潜在前景,旨在为纤维素的改性、修饰及开发更多功能纤维素新材料提供参考。     

微波辅助法制备木材综纤维素

基于传统法制备综纤维素操作复杂、溶剂消耗量大、耗时长等缺点,实验采用微波辅助的方法制备木材综纤维素。结果表明,微波辅助法在阔叶材水曲柳(Fraxinus,mandshuricn)和针叶材落叶松(Larix gmelini)的木素脱除方面表现出快速、高效,且对于水曲柳的效果好于落叶松。通过对制得木材纤维素中木素含量的测定、α-纤维素含量的测定以及傅立叶红外光谱(FTIR)分析初步证明了微波作用对木材综纤维素的结构没有大的影响。     

丝瓜络和微晶纤维素在离子液体中成膜性能研究

[目的]研究丝瓜络和微晶纤维素在离子液体中成膜性能。[方法]以离子液体[BMIM]Cl为溶剂溶解预处理过的丝瓜络,制得纤维素膜,用红外光谱和偏光显微镜对溶解前后的丝瓜络纤维进行表征,并对纤维素膜作了基本的性能评价。【结果]与微晶纤维素为原料的对比试验表明,[BMIM]Cl是丝瓜络纤维的直接溶剂,溶解过程中没有衍生物生成。原料聚合度的大小严重影响纤维素在离子液体中的溶解时间和溶解度。[结论]制备的纤维素平板膜具备一定的空隙率和孔径,可广泛应用于渗透、分离等领域。     

麦草在TEAc-DMSO体系中的溶解性能

考察了四乙基氯化铵(TEAc)-二甲基亚砜(DMSO)混合溶剂体系对麦草的溶解条件,采用傅里叶红外光谱(FTIR)和扫描电子显微镜(SEM)表征溶解效果。结果表明,120℃、盐浓度2.0 mol/L溶解24 h可以得到较优的溶解效果。与LiCl-DMSO体系进行比较,在相同的条件下,TEAc-DMSO体系的溶解率都高于LiCl-DMSO体系。阳离子的差别对溶解木质纤维素有较明显的影响。     

纤维素微球的分子质量及其分布

[目的]采用黏度法和凝胶渗透色谱法(GPC)测定纤维素和纤维素微球的分子质量,为研究纤维素微球的结构和性能关系提供基础数据。[方法]黏度法以镉乙二胺溶液为溶剂,通过乌式粘度计,25℃下测定溶液的特性粘数η来计算纤维素分子量;GPC法以8%的LiCl-N,N-二甲基乙酰胺(LiCl-DMAc)为溶剂,0.5%的LiCl/DMAc为流动相,测定纤维素和纤维素微球的相对分子质量及其分布。同时通过对测定结果的分析,对2种方法进行对比研究。[结果]黏度法测定纤维素和纤维素微球的粘均分子量Mη分别为224 532和16 686;GPC测定纤维素和纤维素微球的重均分子量Mw分别为284 196和22 345。[结论]GPC的测定结果较接近真实值,能够真实地反映纤维素和纤维素微球分子量分布的特性。     

不同填料对纤维素丝力学及热稳定性能的影响

以微晶纤维素、N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)、无水氯化锂(Li Cl)为原料制备纤维素凝胶。为探究不同填料对纤维素丝力学及热稳定性能的影响,通过加入氧化石墨烯(GO)、纳米纤维素(NCC)、无水氯化钙(Ca Cl2)等对其进行补强,并将其制备成纤维素丝。用万能试验机、热重分析(TGA)分别对纤维素丝力学性能及热稳定性能进行研究;用红外光谱、原子力显微镜等分析方法对其结构进行表征。结果表明,GO、Ca Cl2和NCC等填料可以增强纤维素丝的力学强度,但GO和NCC会使纤维素丝的热稳定性能稍有降低。其中采用无水Ca Cl2补强纤维素丝的性能最为优越。此时的纤维素丝表面光滑,存在的缺陷少,其拉伸强度和断裂伸长率分别为125.2 MPa、6.3%。     

Water in Earth's lower mantle

Secondary ion mass spectrometry measurements show that Earth's representative lower mantle minerals synthesized in a natural peridotitic composition can dissolve considerable amounts of hydrogen. Both MgSiO3-rich perovskite and magnesiowüstite contain about 0.2 weight percent (wt%) H2O, and CaSiO3-rich perovskite contains about 0.4 wt% H2O. The OH absorption bands in Mg-perovskite and magnesiowüstite were also confirmed with the use of infrared microspectroscopic measurements. Earth's lower mantle may store about five times more H2O than the oceans.     

Fabrication of cellulose aerogel from wheat straw with strong absorptive capacity

An effectively mild solvent solution containing NaOH/PEG was employed to dissolve the cellulose extracted from the wheat straw. With further combined regeneration process and freeze-drying, the cellulose aerogel was successfully obtained. Scanning electron microscope, X-ray diffraction technique, Fourier transform infrared spectroscopy, and Brunauer-Emmett-Teller were used to characterize this cellulose aerogel of low density (about 40 mg·cm^-3) and three-dimensional network with large specific surface area (about 101 m²·g^-1). Additionally, with a hydrophobic modification by trimethylchlorosilane, the cellulose aerogel showed a strong absorptive capacity for oil and dye solutions.     

花生壳提取总黄酮后残渣的液化处理

[目的]对提取总黄酮后的花生壳残渣进行液化制取生物油,提高生物质的利用效率。[方法]在高压釜中乙醇作溶剂,高温对提取花生壳中黄酮类化合物后的残渣进行液化。[结果]通过对液化产物的物理性质、溶解度以及红外光谱的分析对比,表明液化产物的极性很大,流动性差、部分产物凝固,水溶性较差;固体剩余物比处理前变细,颜色各异但组成类同,液体产物基本相似,只有部分峰值位置和强度变化。[结论]直接浸提、超声波辐射法都是理想的总黄酮提取方法,但直接浸提法较好,是残渣处理的可行方法。     

离子液体预处理纤维素及木质纤维素的研究进展

稳定性好、溶解能力强的离子液体,能够快速瓦解木质纤维素网络结构,提高纤维素酶的可及度和酶解效率,可大幅度降低预处理成本。本文综述了常见离子液体的组成、离子液体对木质纤维素的溶解分离等预处理方法及其原理。     

二苯并-18-冠-6双硫脲衍生物识别磷酸二氢盐的研究

冠醚对碱金属离子具有高选择性的配合能力.硫脲作为电中性物质,其平面三角形的极性氢键可作阴离子的识别位点.作者合成了二苯并-18-冠-6-双硫脲衍生物,研究了它们对不同无机盐NaH2PO4·2H2O,KH2PO4相互作用的性质,用红外光谱、核磁共振谱进行了表征.