慈竹纳米纤维素的制备及特征分析
纳米纤维素的制备
纳米纤维素的制备一、本文概述随着科技的不断进步和纳米技术的迅猛发展，纳米纤维素作为一种新兴的纳米材料，已引起广大科研工作者和产业界的极大关注。
纳米纤维素，顾名思义，是指纤维素的纳米尺度形态，其独特的物理和化学性质使得它在多个领域具有广泛的应用前景。
本文旨在全面介绍纳米纤维素的制备方法，包括其基本原理、技术流程、影响因素以及优缺点等方面，以期能为相关领域的研究者和从业者提供有益的参考和指导。
文章将首先概述纳米纤维素的基本性质和应用领域，阐述其作为一种高性能纳米材料的重要性和研究价值。
随后，将详细介绍纳米纤维素的制备技术，包括化学法、物理法、生物法等多种方法，并分析各种方法的优缺点及适用范围。
在此基础上，文章还将探讨影响纳米纤维素制备的关键因素，如原料来源、处理条件、反应机理等，并对制备过程中可能出现的问题和解决方案进行讨论。
本文将对纳米纤维素制备技术的未来发展趋势进行展望，分析其在不同领域的应用前景和潜在的市场价值，以期推动纳米纤维素制备技术的进一步发展，为相关产业的可持续发展做出贡献。
二、纳米纤维素的制备原理纳米纤维素的制备主要基于纤维素的结构特性和化学反应原理。
纤维素作为一种天然高分子多糖，由β-1,4-糖苷键连接的葡萄糖分子链组成，这些链在植物细胞壁中以微纤维的形式存在。
纳米纤维素的制备过程就是将这些微纤维进一步分解、细化，直至达到纳米级别。
制备纳米纤维素的主要原理包括物理法、化学法和生物酶解法。
物理法主要利用机械力、高压均质化等手段，通过破坏纤维素纤维的结晶结构，将其细化到纳米级别。
化学法则通过引入化学试剂，如酸、碱或有机溶剂，来改变纤维素的化学性质，使其更易于分解。
生物酶解法则是利用特定的酶类，如纤维素酶，来催化纤维素的降解过程，生成纳米纤维素。
在这些方法中，生物酶解法因其环保、高效且能保持纤维素原有性质的特点，越来越受到研究者的关注。
通过选择适当的酶类和控制反应条件，可以实现对纤维素的高效降解，生成具有优良性能的纳米纤维素。
纳米纤维素材料的制备及应用研究
纳米纤维素材料的制备及应用研究随着科技的发展，纳米材料逐渐成为当今科技领域的热点之一。
在纳米领域中，纳米纤维素材料是一类非常具有潜力的纳米材料，它具有优异的力学性能和生物相容性，逐渐成为学术研究和工业应用领域的热门焦点。
本文将详细介绍纳米纤维素材料的制备过程及其在医学领域和环保领域的应用研究。
一、纳米纤维素材料的制备纳米纤维素材料的制备方法多种多样，目前常用的制备方法有静电纺丝法、自组装法、水热法和柔性模板法等。
其中，静电纺丝法是广泛应用的一种制备方法。
这种方法利用高压电场将聚合物或纤维素原液经快速喷射压缩成液滴，使液滴在空气中成为固体纤维，然后沉积在硅胶或金属板上，最后制备成所需的纳米纤维素材料。
另外，自组装法也是常用的制备方法之一。
这种方法是将纳米纤维素材料分散在水溶液中，利用毛细作用在基底表面形成纳米纤维素层，最后通过柔性模板法或屏蔽法制备所要求的材料。
以上的制备方法只是其中的两种，随着纳米领域的持续发展，还会出现更多的新型制备方法。
二、纳米纤维素材料在医学方面的应用1.生物医学应用纳米纤维素材料是一类生物相容性好、生物亲和性强的材料，因此广泛应用于生物医学领域。
如利用纳米纤维素材料制备的医用敷料，由于纤维素材料本身的天然生物相容性和天然的自凝性，所以具有良好的愈合效果。
同时，利用静电纺丝法制备的纳米纤维素材料几乎可以与人体细胞无缝结合，且能够释放生长因子和抗炎药物，有望成为生物医学领域的重大突破。
2.药物控释应用在制备纳米纤维素材料的同时，可以往材料中加入药物，制备成药物控释的纳米纤维素材料。
这种材料可以在人体内缓慢释放药物，减轻治疗的副作用和疼痛。
例如，利用静电纺丝法制备的医用敷料中加入了消炎药物质丁溴铵，可以在人体内缓慢逐渐释放，有效治疗创口感染。
三、纳米纤维素材料在环保方面的应用1.净水领域利用纳米纤维素材料制备的超滤膜可以有效地过滤水中的重金属离子、微生物等污染物质，提高水的净化度和净水速度。
纳米纤维材料的制备及性能分析
纳米纤维材料的制备及性能分析在当今科技飞速发展的时代，纳米技术的应用越来越广泛，纳米纤维材料作为其中的一个重要分支，因其独特的性能和广泛的应用前景而备受关注。
纳米纤维材料具有高比表面积、高孔隙率、良好的柔韧性和机械性能等优点，在生物医学、环境保护、能源存储与转化等领域展现出了巨大的潜力。
一、纳米纤维材料的制备方法（一）静电纺丝法静电纺丝是目前制备纳米纤维最常用的方法之一。
其基本原理是在高压电场的作用下，聚合物溶液或熔体形成射流，并在电场中拉伸和细化，最终沉积在接收装置上形成纳米纤维。
静电纺丝法具有操作简单、成本低、可制备多种材料的纳米纤维等优点。
通过调节溶液的性质（如浓度、黏度、导电性）、电场强度、喷射速度和接收距离等参数，可以控制纳米纤维的直径、形貌和结构。
（二）溶液吹纺法溶液吹纺法是将聚合物溶液通过高速气流拉伸成纳米纤维的方法。
与静电纺丝法相比，溶液吹纺法的生产效率更高，但纤维的直径分布相对较宽。
在溶液吹纺过程中，气流的速度、溶液的流量和浓度等因素对纤维的形成和性能有重要影响。
（三）模板合成法模板合成法是利用具有纳米级孔隙的模板来制备纳米纤维。
常见的模板有多孔氧化铝膜、聚合物膜等。
将前驱体溶液填充到模板的孔隙中，经过处理后去除模板，即可得到纳米纤维。
模板合成法可以精确控制纳米纤维的直径和长度，但制备过程相对复杂，成本较高。
（四）自组装法自组装法是依靠分子间的相互作用力（如氢键、范德华力等）使分子或纳米颗粒自发地组装成纳米纤维结构。
这种方法具有高度的可控性和选择性，但适用的材料范围相对较窄。
二、纳米纤维材料的性能（一）力学性能纳米纤维材料由于其纳米级的直径和高比表面积，通常具有较高的强度和模量。
同时，纳米纤维之间的相互作用也会影响材料的整体力学性能。
通过合理的设计和制备工艺，可以获得具有优异力学性能的纳米纤维复合材料。
（二）电学性能一些纳米纤维材料（如碳纳米纤维、金属纳米纤维）具有良好的导电性。
纳米纤维素的制备及其应用研究
纳米纤维素的制备及其应用研究随着科技的不断发展，纳米技术已经逐渐成为了研究的热点之一。
其中，纳米纤维素的应用研究也越来越受到人们的关注。
那么，纳米纤维素是什么？为什么会受到如此关注？如何制备和应用呢？下面我们将一一介绍。
一、什么是纳米纤维素？纳米纤维素是由纤维素分子通过纳米技术制备得到的一种纳米材料。
其中，所谓的“纤维素”就是指植物细胞壁和纤维组织中的主要成分之一，是一种具有分子链结构的多糖类物质。
而通过纳米技术将其制备得到的纳米材料，则具有高比表面积、高强度和高导电性等诸多优良性能。
二、纳米纤维素的应用1. 包装材料领域纳米纤维素在包装材料领域中应用广泛。
由于其具有优异的物理和化学性质，可以被用于制造纸张、纸板、纸浆等产品，也可用于食品包装和药品包装中，使其具有更好的密封性和保鲜性。
2. 生物医药领域纳米纤维素在生物医药领域中也有很多应用。
例如，可以被用于制备有生物相容性和生物可分解性的药物载体，也可用于制备伤口敷料和医用纱布等产品，具有促进伤口愈合和防止感染等功效。
3. 纺织品领域纳米纤维素在纺织品领域中也有不少应用。
由于其具有细致的纤维结构和高度的透气性，可以被用于制造高强度、高透气性和柔软舒适的纺织品，例如防紫外线、吸湿排汗和保暖等功能性服装。
三、纳米纤维素的制备纳米纤维素的制备主要有两种方法：溶液旋转和电纺。
1. 溶液旋转法溶液旋转法又称为“涂布法”，是一种将纤维素溶液涂覆在基板上并通过旋转来制备纳米纤维素的方法。
具体步骤为：首先将纤维素溶解于有机溶剂中，形成纤维素溶液。
然后，将溶液涂覆在旋转的基板上，经过一定的旋转速度和旋转时间后，纤维素分子会自组装成纳米纤维素。
2. 电纺法电纺法，则是通过将纤维素溶液置于高电压电场下，在其表面形成纤维素纳米纤维。
具体步骤为：将纤维素溶液注入导电丝网中，在施加高电压电场的同时，导电丝网会向纤维素溶液中放电，从而在纤维素表面形成纳米级纤维。
四、纳米纤维素的未来展望随着纳米技术的不断进步和发展，纳米纤维素在未来将有更广泛的应用前景。
纳米纤维材料的制备与性能研究
纳米纤维材料的制备与性能研究随着科学技术的不断发展，纳米材料成为了当今研究的热点之一。
而在众多的纳米材料中，纳米纤维材料因其独特的性能和广泛的应用领域备受关注。
本文将重点讨论纳米纤维材料的制备方法及其性能研究。
首先，我们来了解一下纳米纤维材料的定义。
纳米纤维材料是指直径在纳米级别（通常是1纳米到100纳米之间）的纤维状结构材料。
它们可以由多种不同的材料制备而成，包括聚合物、无机物和复合材料等。
制备纳米纤维材料的方法有很多种，其中最为常见的是静电纺丝法。
静电纺丝法通过将聚合物溶液注射到高压电场中，利用电荷间的相互作用使聚合物溶液成为纤维。
这种方法制备的纳米纤维材料具有高比表面积、高比体积、优异的力学性能和良好的可调控性等特点。
但是，静电纺丝法也存在一些缺点，比如操作难度大、生产效率低等。
除了静电纺丝法外，还有其他一些制备纳米纤维材料的方法。
例如，溶液旋转法是一种通过将聚合物溶液滴在旋转基板上，利用离心力将溶液形成纤维的方法。
这种方法制备的纳米纤维材料不仅具有高比表面积和优异的力学性能，还可以调控纤维的结构和形状。
另外，电纺丝法、气体胶束法等也被广泛应用于纳米纤维材料的制备。
纳米纤维材料的性能研究是制备之后的重要环节。
纳米纤维材料的性能研究包括物理性能、力学性能、化学性能等多个方面。
其中，物理性能主要包括纳米纤维材料的表面形貌、孔径大小、孔隙率等；力学性能涵盖了纳米纤维材料的拉伸强度、断裂伸长率等机械性能；而化学性能则关注材料的化学活性和稳定性。
研究纳米纤维材料的性能有助于深入了解其在不同领域的应用潜力。
纳米纤维材料以其独特的性能被广泛应用于生物医学、能源储存、过滤分离和传感器等领域。
例如，在生物医学领域，纳米纤维材料可以用于药物缓释、组织工程和修复等方面；在能源储存领域，纳米纤维材料可以作为电池和超级电容器等能源储存装置的重要组成部分。
纳米纤维材料在应用领域的成功得益于其特殊的结构和性能。
首先，纳米纤维材料具有大比表面积和高孔隙率，能够提供更多的活性表面用于反应和吸附。
纳米纤维材料的制备与表征
纳米纤维材料的制备与表征纳米材料是一种具有纳米级尺寸的物质，其粒径一般在1到100纳米之间。
这种材料具有巨大的表面积和高度的表面能量，因此显示出与传统材料迥然不同的性质和行为。
其中，纳米纤维材料作为一种重要的纳米材料，因其结构的独特性和多样性而受到了广泛的关注。
制备纳米纤维材料的方法众多，常见的有电纺法、溅射法、化学气相沉积法等。
其中，电纺法是一种制备纳米纤维结构材料的有效方法。
该方法利用高电压作用下的电场引力将溶液中的聚合物拉伸成细纤维，然后通过溶剂挥发使纤维固化。
该方法制备的纳米纤维材料具有较高的比表面积、优异的机械性能和优异的吸附性能，广泛应用于领域。
制备纳米纤维材料的关键是选择适当的聚合物溶液。
常见的聚合物包括聚丙烯酸盐、聚乙烯醇、聚酯等。
这些聚合物具有良好的拉伸性和溶解性，能够通过电纺法制备出均匀且较细的纳米纤维。
此外，在制备过程中，还可以添加一些功能性添加剂，如无机纳米颗粒、染料等，以赋予纳米纤维材料更多的性能。
制备好的纳米纤维材料需要进行表征和分析，以了解其物理化学性质和结构特征。
常用的表征手段包括扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)等。
这些手段能够观察材料的形貌、晶体结构和分子组成，进而研究其性能与结构之间的关系。
通过SEM观察，可以获得纳米纤维的形貌信息，包括直径、长度和分支情况等。
此外，TEM可以进一步观察纳米纤维的内部结构，研究纳米纤维的晶体结构和分子排列方式。
而FTIR可以分析纳米纤维的表面官能团和化学键信息，判断其结构和组成。
除了形貌和结构信息外，还可以通过一系列测试手段来评估纳米纤维材料的性能。
例如，可以采用气体吸附测试仪测定比表面积和孔隙度，从而评价纳米纤维材料的吸附性能。
此外，还可以利用张力仪、扩散仪等测试纳米纤维材料的力学性能和传质性能。
总之，纳米纤维材料作为一种重要的纳米材料，在制备和表征方面都有着许多挑战和机遇。
纳米纤维材料的制备及其性能研究
纳米纤维材料的制备及其性能研究随着科学技术的不断进步和发展，人们对于新型材料的研究也越来越深入。
在过去的几十年中，纳米纤维材料逐渐成为科学界和工业界研究的热点之一。
纳米纤维材料不仅具有极高的比表面积和优良的力学性能，而且还具有透明、导电、防水、防紫外线等方面的特性，具有非常多的应用前景。
本文将就纳米纤维材料的制备及其性能进行探讨。
一、纳米纤维材料的制备1. 模板法制备纳米纤维材料模板法制备纳米纤维材料是一种广泛采用的方法，其步骤一般为：首先，将模板浸泡在聚合物溶液中，使得聚合物溶液渗透到模板孔隙中。
然后，利用热力学的原理，通过控制温度或挥发剂蒸发的速率等条件，使得聚合物在模板孔隙中逐渐形成纳米纤维结构。
最后，将模板从纳米纤维中去除，即可得到目标材料。
2. 电纺法制备纳米纤维材料电纺法制备纳米纤维材料是一种较新的制备方法，其步骤一般为：将聚合物溶于有机溶剂或水中，并通过高压电场作用下，使得聚合物形成极细的纳米线。
纳米线得以在电场作用下连续拉伸，并在空气中快速固化形成纳米纤维结构。
这种方法不仅制备简单，且成本低，因此在应用领域中得到了广泛推广。
二、纳米纤维材料的性能研究1. 比表面积纳米纤维材料相比于普通材料有一个明显的特点，就是拥有非常高的比表面积。
比表面积指的是材料表面积与其体积的比值，即单位体积材料表面积的大小。
由于纳米纤维具有极小的直径和极细的纤维间隔，其比表面积非常高。
这使得纳米纤维在应用领域中有着非常广阔的前景，如可以用于材料的吸附、分离等方面的应用。
2. 力学性能纳米纤维材料的强度、坚韧性、延展性等力学性能也是人们比较关注的问题之一。
研究表明，由于纳米材料具有显著的表面效应和量子效应，其力学性能往往呈现出非常优异的特点。
例如，纳米纤维材料在拉伸过程中经常会展现出高度的延展性和韧性，且具有强化和滞后效应等特性。
3. 光、电等特性纳米纤维材料还具有许多优良的光、电等特性方面的性能。
例如，纳米纤维可以展现出优异的透明性，且光学和电学性能完全可以通过纤维直径、原材料选择等方法进行调整。
纳米纤维素纤维的制备及其应用的研究
在建筑领域，纳米纤维素纤维可以用于生产高性能的复合材料，提高建筑物 的保温、隔音、抗腐蚀等性能。在生物医学领域，纳米纤维素纤维可以作为药物 载体，实现药物的定向输送和控制释放。
结论纳米纤维素纤维作为一种新型的高性能生物材料，具有广泛的应用前景 和巨大的市场潜力。虽然目前纳米纤维素纤维的制备和应用仍存在一些问题和挑 战，如制备方法的环保性、高效性不足，应用领域的广度和深度有待进一步拓展 等。但是随着科学技术的不断进步和研究的深入，相信未来纳米纤维素纤维将会 在更多的领域得到广泛应用，同时也艺及其影响因素
纳米纤维素纤维的制备工艺主要包括原料选取、物理化学处理、干燥、分散 等环节。其中，原料选取是关键，直接影响着纳米纤维素纤维的性能。物理化学 处理方法的选择和工艺参数的设定也直接影响着纤维的直径、长度、结晶度和取 向等性能。干燥和分散环节则关系着纳米纤维素纤维的稳定性和可加工性。
材料与方法
本实验采用生物法制备纳米纤维素。首先，将木质纤维素原料置于一定浓度 的酸溶液中，在一定温度下进行水解。然后，通过离心机分离并洗涤得到纳米纤 维素。使用扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）对制备的纳米纤维 素进行形貌观察和结构分析。同时，对纳米纤维素进行性能测试，包括留着性、 增强效果等。
3、制备成本
纳米纤维素的制备成本受多种因素的影响，如制备方法、工艺条件、产量等。 一般来说，化学法的制备成本较高，而生物法则具有较低的制备成本。在实际应 用中，需要综合考虑制备效率和成本等因素，以实现纳米纤维素的可持续发展。
四、纳米纤维素的应用前景
1、生物医学领域
纳米纤维素在生物医学领域具有广泛的应用前景。例如，在药物输送方面， 纳米纤维素可以作为药物载体，提高药物的疗效和降低毒副作用。在组织工程中， 纳米纤维素可以作为细胞支架材料，促进细胞生长和分化。
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近年来， 纳米纤维素的发展引起了人们重视， 由 于它具有高比表面积、 高杨氏模量、 高抗拉强度和热 膨胀系数等一系列独特的性质， 使其在生物医疗、 生 物影像、 纳米复合材料、 气体阻隔薄膜以及透明的光 。尽 学功能性材料方面显示了巨大的应用潜能 被囊类植物以及细菌纤维素 管纳米纤维素能从藻类、 中分离出来， 但是从天然植物细胞壁中制备纳米纤维 ［4 ］ 素仍然是主要的途径 。 由于天然植物纤维具有可 再生性， 来源广泛、 低成本性， 而且其分离的纳米纤维 素径级更优于从细菌纤维素和被囊类植物中制备的 纳米纤维素， 所以， 如何从天然植物纤维中有效制备
将得到的 α －纤维素通过 33% ( wt． ) 硫 酸 溶液 与超 声波处 理 相结合 的方 式 分 离 出 慈竹纳 纤维素而得到 α －纤维素， 米纤维素。通过扫描电镜( SEM) 与透射扫描电镜( TEM) 对纳米纤维素的形态特征进行了分析， 结 果表明纳米纤维 素径级范围约 10 ～ 25 nm。傅里叶红外光谱( FTIＲ) 分析显示慈竹中木质素以及半纤维素已被完全分离， α －纤维 素 α － 纤维 素与 纳 与纳米纤维素化学成分基本一致; 热重分析( TGA) 显示分离出慈竹纤维 中的 半纤维 素与木 质 素 后， 米纤维素热稳定性明显提高， 但纳米纤维素的热解温度略低于 α －纤维素; X 射线衍射( XＲD ) 分析 表明 在 各个 分 离 阶段所得产物中， α －纤维素以及纳米纤维素晶体的结晶度得到较大提高， 且均呈现出典型的纤维素Ⅰ结构。 关键词： 慈竹; α －纤维素; 纳米纤维素; 酸处理; 超声波处理
24Байду номын сангаас
粉末， 使用热重分析仪（ Pyris 6 ，美国） 在氮气保护条 温度 件下以 10℃ / min 的升温速率对样品进行测定， 范围为 30 ～ 600℃ 。 1 ． 4 ． 5 X 射线衍射( XＲD) 测定 分别取少量竹粉、 综纤维素、 α － 纤维素、 纳米纤 维素样品通过纤维碾磨仪碾磨成粉末， 然后压成薄 片， 使用 X 射线衍射仪 （ D / max 2200 ，日本 ） 以镍渗 透的 CuKɑ 为辐射源（ λ = 1． 540 6 ） 在 40 kV 和 30 mA 条件下进行测定， 扫描范围 2 θ = 0 ～ 35° ， 扫描速 率 4° / min。采用 Segal 法计算各纤维素样品的相对 计算公式为： 结晶度， Cr = ［ （ I002 － I am ） / I002］× 100 % 。 I002 是 （ 002 ） 晶面衍射 式中： C r 为相对结晶度百分率， I am 为 2 θ 角附件的非结晶背景衍射的散射强度。 强度， 2 2． 1 结果与分析 慈竹纳米纤维素形态特征分析 图 1 显示了慈竹纤维的各分离阶段产物的扫描
竹青竹黄后， 再通过实验室自制成平均直径约 80 目 的慈竹粉。试验所用乙醇、 甲苯、 亚氯酸钠、 硫酸、 醋酸 和氢氧化钾均购置于天源化工集团有限公司， 化学试 剂均为分析等级。 1． 2 慈竹纤维素的提纯 首先， 在苯： 乙醇按 2∶ 1 （ V / V） 的混合液对慈竹粉 进行索式抽提 6 h， 除去竹粉中的部分抽提物。 然后
Preparation and characterstics analysis of nanocellulose from Bambusa emeiensis ∥ HE Wen，ZHANG Qisheng，JIANG Shenxue，SUN Fengwen
Abstract： α －cellulose was extracted from Bambusa emeiensis by means of Soxhlet extraction，bleaching and alkali treatments with sodium chlorite solution and sodium hydroxide solution． Nanocellulose was then isolated from α －cellulose by （ 33 wt% ） sulphuric acid and ultrasonic treatment． According to the analyses of scanning electron microscopy （ SEM） and transmission electron microscopy （ TEM ） ，the diameters of the nanocelluloses ranged from 10 to 25nm． The analysis of Fourier transform infrared （ FTIＲ） spectroscopy showed that the hemicelluloses and lignin were totally removed from the raw material，and that the chemical components of α －cellulose and nanocellulose were basically the same． The thermogravimetric analysis （ TGA） showed higher thermal stability of α －cellulose and nanocellulose after the extraction of hemicelluloses and lignin from the samples，although the nanocellulose began to degrade at a little bit lower temperature than α －cellulose． The analysis of Xray diffraction （ XＲD） showed that，at different purification stages，the crystallinity of α －cellulose and nanocellulose increased significantly，and all samples presented the typical structure of cellulose I． Key words： Bambusa emeiensis； α －cellulose； nanocellulose； acid treatment； ultrasonic treatment Author’ s address： Bamboo engineering research center of Nanjing Forestry University，Nanjing 210037 ，China
样品通过纤维碾磨仪碾磨成粉末， 然后与 KBr 混合， 最后制成超薄的小球。 将制好的试样通过傅里叶变 换红外光谱仪（ Nicolet Magna 560 ） 对特征官能团进行 －1 －1 表征。测定范围 700 ～ 4 000 cm ， 分辨率为 4 cm 。 1． 4． 4 热重( TG) 分析 将慈竹纤维、 α － 纤维素以及纳米纤维素研磨成
在 75℃ 条件下， 用酸性亚氯酸钠溶液（ pH 4． 5 ～ 5 ） 对 样品进行去木质素处理， 时间为 1 h， 重复此过程 6 次， 最后用蒸馏水洗净直到呈中性， 得到综纤维素。 ， 在常温状态下 将综纤维素样品置入 5% （ wt． ） 氢氧 然后在 80℃ 条件下搅拌浸泡 化钾溶液中浸泡 24 h， 2 h， 最后用蒸馏水洗净， 直至 pH 值为 7 ， 将洗净的样 品置于冷冻干燥箱中干燥， 所得样品即为纯度较高的 α －纤维素。 1． 3 纳米纤维素的制备 将以上 所 制 备 的 α － 纤 维 素 按 一 定 比 例 溶 于 33% （ wt． ） 硫酸溶液中， 在 90℃ 恒温水浴中加热搅拌 1 h， 待反应结束后， 加入定量的去离子水终止反应。 将酸处 理 后 的 水 溶 液 进 行 离 心 处 理 （ 转 速 10 000 r / min， 时间 10 min） ， 直至溶液 pH 值达到 6 ， 然后经 过透析处理使溶液呈中性。将透析后的 α －纤维素在 （ 102 ± 3 ） ℃ 条件下干燥 24 h， 准备 50 mL 去离子水， 称取少量干燥后的 α －纤维素， 配制成 0． 1% （ wt． ） 质 ， 量比的混合溶液 再将该溶液置于超声波细胞粉碎仪 （ JY98－IIID， 宁波 ） 中， 在输出功率 800 W 的条件下 超声处理 15 min， 得到纳米纤维素悬浮液； 然后将该 悬浮液进行离心分离， 分离后悬浮在溶液中的物质即 为纳米纤维素， 最后将悬浮溶液经过冷冻干燥即得慈
纳米纤维素成为许多相关研究人员的重点 。 通常用来分离高纯度纳米纤维素的天然植物有 木材、 棉花、 大豆皮、 大麻、 剑麻、 椰壳、 香蕉皮等。 纳 米纤维素的分离方法主要包括力学处理 ， 如： 细胞壁 压溃法， 碾磨、 高压均质等； 生物化学处理法， 如酸水 TEMPO 氧化法等； 以及超声波处理、 纤维素霉解、 解、 ［5 ］ 静电纺丝法等 。 最近， 采用化学与力学处理相结 合的方法分离纳米纤维素也被一些研究者使用 。 通 ［5－7 ］ 。 过上述方法可生产出不同类型的纳米纤维素 竹材作为一种天然生物质资源， 因其具有生长速 度快、 产量高等特点， 逐渐受到人们的重视。 慈竹是 竹材中的主要品种， 也日益受到重视。 与木材相似， 慈竹主要化学成分为天然的高分子聚合物 ， 主要由纤 维素 （ 约 56% ） 、 木 质 素 （ 约 24% ） 和 半 纤 维 素 （ 约 20% ） 等成分组成［8］。目前，关于利用竹材制备纳米
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林业科技开发 2013 年第 27 卷第 4 期
应 用 研 究 欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗
纤维素的报道不多， 主要有东北林业大学陈文帅等利 用毛竹制备了 10 ～ 40 nm 的纳米纤维素晶体， 初步探 讨了可能的用途 ； 日本京都大学的 Iwamoto 教授利 用 2 年生毛竹制备纳米纤维素后将其用作高透明的 光学材料， 显示良好的光学透明性与热稳定性 。 慈竹通常被用作纸浆造纸的原料 ， 但关于用慈竹分离 纳米纤维素的研究文献和报道不多。 本研究主要以 慈竹为原材料， 通过酸水解与超声波相结合的方式制 备慈竹纳米纤维素， 并对其形态特征、 热学性质以及 结晶度等性能进行了分析。 1 1． 1 材料与方法 试验原料准备 慈竹（ Bambusa emeiensis ） 取材于四川省南部县 （ 北纬 31°4' ～ 31°30' ， 东经 105° 27' ～ 106°24' ） ， 去除