纳米纤维素的制备
纳米结晶纤维素的常见制备方法及其改性应用

纤 维素 的主要 产 物 , 对 纤 维 素 酶起 抑 制作 用 , 导 致 纤 维素 酶 系不 能 将 纤 维 素 完 全 降解 , 从而制备 出 N C C。蒋 玲玲 等将经 过 超声 波 预 处理 的天 然棉 纤
等 优化 了水解 云杉 的条件 , 得 到高得 率 的制 备纳米 纤 维 素胶体 的方法 L 】 。 传 统 的酸水解 法经过 不 断地发展 , 目前单 纯 使
用 酸处 理制 备 NC C 已经 不 能 满 足 得 率 等 方 面 的 要 求 。唐丽 荣等 以微 晶纤 维 素为原料 , 利用 超声 波 辅 助硫 酸水 解 法口 , 并 采 用 响 应 面 法 对 酸 水 解 工
维用纤 维素 酶解 , 制 备 出球状 N C C, 虽 然 聚合 度下 降, 但是 保 持 着 天 然 纤 维 素 的 基 本 化 学 结 构 。
等 利 用 响 应 面 法 优 化 微 波 辅 助 酸 水 解 制 备 NC C _ 】 , 其 NC C得 率 超 过 5 0 。刘 志 明 等 以 间 硝基 苯磺 酸 钠 作 为 助 催 化 剂 , 利 用 硫 酸 水 解 芦 苇 浆_ 1 , NC C得率要 高 于利 用 硫 酸铜 作 为 助催 化 剂 的 NC C得率 , 但 是 硫 酸 铜 对 NC C形 貌 改 善 效 果
会对球 磨效 果产 生 显著 影 响 , 同时, 球磨 过 程 会 消 耗大 量能量 , 显著 提 高 NC C生 产 成本 。高 压 均 质
法是 一种 比较 常 见 的用 于 降低 纤 维 尺 寸 的方 法 , D i n a n d等利用 通过碱 预处 理 除去 半纤 维素 的甜菜 作 为原料 , 经 过 机 械 高 压 均 质 法 制 备 出 NC C _ 2 。 S p e n c e等 以针 叶 木 未 漂硫 酸 盐 浆 、 漂 白硫 酸 盐 浆 等 为原料 , 采用 高压均 质法 制备 N C C, 并 对 不 同原 料 来源 的 NC C进 行成 膜性 能方 面 的对 比研 究[ 2 。 另外 , He n r i k s s o n等 以 挪 威 云 杉 漂 白亚 硫 酸 盐 浆 为 原料 , 采用 酸水解 和高压 均质相 结合 的方法 制备 NC C, 并对 其结 构和性 能进行 表征_ 3 。
一种纤维素纳米纤维水凝胶及其制备方法

一种纤维素纳米纤维水凝胶及其制备方法【原创实用版5篇】《一种纤维素纳米纤维水凝胶及其制备方法》篇1一种纤维素纳米纤维水凝胶,其特征在于,包括以下步骤:1. 将纤维素纳米纤维浸泡在溶剂A中,然后过滤、洗涤,以去除其中的溶剂A,得到纤维素纳米纤维悬浮液;2. 将纤维素纳米纤维悬浮液浸泡在含有溶剂B的溶液中,然后在室温下搅拌一定时间,得到纤维素纳米纤维水凝胶。
可选地,所述溶剂A为水或乙醇,所述溶剂B为水或乙醇。
可选地,所述纤维素纳米纤维的重量比为0.1-10重量%,所述溶剂A的重量比为1-50重量%,所述溶剂B的重量比为1-50重量%。
可选地,所述纤维素纳米纤维的尺寸为1-100纳米。
可选地,所述制备方法还包括将纤维素纳米纤维水凝胶在溶剂C 中浸泡、过滤、洗涤的步骤,其中所述溶剂C为水或乙醇。
《一种纤维素纳米纤维水凝胶及其制备方法》篇2一种纤维素纳米纤维水凝胶,其制备方法包括以下步骤:1. 纤维素纳米纤维的制备:将纤维素粉末、溶剂、水以及催化剂混合均匀,然后将混合物在一定的温度和压力下进行喷雾干燥,得到纤维素纳米纤维;2. 水凝胶的制备:将纤维素纳米纤维、交联剂、水和溶剂混合均匀,然后在一定的温度下进行搅拌,直到水凝胶形成。
《一种纤维素纳米纤维水凝胶及其制备方法》篇3纤维素纳米纤维(CNF)水凝胶是一种具有广泛应用前景的生物材料,可用于药物输送、组织工程和生物传感器等领域。
目前,制备纤维素纳米纤维水凝胶的方法主要包括化学交联法、自组装法和原位聚合法等。
其中,化学交联法是通过引入化学交联点来制备三维网络结构的水凝胶,这种方法通常需要使用大量的交联剂,且操作繁琐。
自组装法是通过控制CNF的表面性质或溶液性质来诱导CNF自组装成水凝胶,这种方法无需额外添加交联剂,但制备过程相对复杂。
原位聚合法则是在制备水凝胶的过程中,通过控制反应条件使CNF与生物活性分子共聚形成水凝胶,这种方法可以有效地将生物活性分子引入水凝胶中。
浅谈纳米纤维素制备及壳聚糖-NCC复合膜的性能研究

浅谈纳米纤维素制备及壳聚糖/NCC复合膜的性能研究本文从网络收集而来,上传到平台为了帮到更多的人,如果您需要使用本文档,请点击下载按钮下载本文档(有偿下载),另外祝您生活愉快,工作顺利,万事如意!随着经济的不断发展,资源短缺逐渐显露,人们开始关注环境问题,环保、绿色成为人们关注的焦点。
无论是在生活的哪个方面,环保变得越来越重要。
在包装方面也是如此。
研究人员探索研制更为环保、绿色的包装材料,以满足社会和环境的需要。
所以,人们将目光转移到了天然可再生的高分子材料上,掀起了天然可再生的高分子材料研究与应用的狂潮。
在众多天然且可再生的高分子材料当中脱颖而出的当属纤维素和壳聚糖。
纳米纤维素是一种直径为1~100nm,长度为几十到几百纳米的刚性纤维素。
现代研究已表明,纳米纤维素具有许多优良性能,如比表面积较大、结晶度高、亲水性好、模量高、强度高、结构超精细和透明性好等,这些优异的性能使其在食品、医药、造纸、纺织及新材料制备等方面具有很好的应用前景。
纳米纤维素是天然生物材料,也是环境友好型的可再生资源,用纳米复合包装材料代替人工合成的包装材料具有广阔的应用前景。
加之壳聚糖具有可降解性和食品包装安全性,将它和纳米纤维素复合,可以极大地提高两种材料在包装方面的综合性能。
壳聚糖已在包装领域有所应用,而纳米纤维素在包装领域应用的研究还处于起步阶段。
本研究将以废弃瓦楞纸板作为来源进行纳米纤维素的制备及与壳聚糖共成膜的性能进行研究,以期扩大可利用的资源及废弃物的高效回收利用。
1试验部分材料瓦楞纸板来自废弃包装纸箱,为B型瓦楞;杨木浆板,厚2mm;浓硫酸(化学纯,含量≥%~%),北京化工厂;去离子水,生化专用。
壳聚糖(脱乙酰度%~%,~,黏度50~800mPa·s),国药集团化学试剂有限公司;冰醋酸(分析纯),北京化工厂;丙三醇(分析纯),北京化工厂。
制备方法纳米纤维素的制备将瓦楞纸板及杨木浆板与质量分数为60%硫酸按质量比为1∶25,放入三口瓶中在40℃下水解4h。
TEMPO氧化纤维素纳米纤维的制备及应用

是 因为纤 维 表面引 入 的高密 度羧 基在 水中带 阴离 子 电荷 .因此 在水 中它们 之 间的静 电斥 力能有 效作 用 于 纤维 素 纳米 纤 丝之 间并 促进 其 有效 解 离 对 于
3 1
天 津 造
木 质 纤 维素 的 T E MP 0媒 介 氧 化 体 系 而 言 . T E MP O / N a B r f N a C 1 0体 系 最 初 被 应 用 于 多 种 氧 化 实 验 研 究
近年 来. 纳米纤 维由于其可天然再 生 。 可 生物 降解 , 良好的光 学、 机械 性能 以及 无可比拟的资 源优
势等 . 成为 纳米技 术研 究领 域的一 大热点。 本 文综合论述近 年来纳 米纤维制备与应 用方面科研工作进 展 .对 r r E MP 0 / N a B a C 1 0和 T E MP O / N a C l 0 / N a C l O 2 体 系下氧化 纤维素的基本原 理 、 T E MP O氧化预 处理 纤维素纳米纤 维 ( T O C N s )的制备 流程 以及其在 复合材料增 强和膜材料领 域 中的应 用进行 了回
1 . 1 T E MP o 氧化 纤维素 的反 应原理 T E MP O是 一种 稳定 的 氮氧 自由基 .于 1 9 6 0年
均质 或研 磨设 备产 生 的高速 剪切 作用 。使 纤维 细胞
壁 结 构 解 离形 成 直 径 为 纳 米 级 ( 1 0 0 n m 以下 ) 的微 纤丝 束 ( 团) 翻 。纤 维素 纳米 纤丝具 有 较高 的长 径 比 。 高 刚度值 和 低 的热 膨 胀系数 .同时 具有 低密 度 。基 于这 些 特点 . 作 为新兴 的生 物质 纳米 材料 , 纤维 素 纳 米纤 丝 的研究 和应 用 备受关 注 从木 质 纤维 素纤 维或 纸浆 中分 离获 得纤 维素 纳 米纤 丝是 常用 的纳米 纤维产 品制备 方法 之一 由于 木 材植 物 细胞壁 中的纤维 素大 分子 内部 和分 子 问存
硫酸水解微晶纤维制备纳米纤维素及其性能表征-

硫酸水解微晶纤维制备纳米纤维素及其性能表征*通过硫酸水解和超声结合的方法,把微晶纤维素制备成纳米纤维素,采用56%的硫酸把微晶纤维素在40℃水浴水解1h,再用80%的功率超声3h,制得的纳米纤维素的固含量为1.70%,粒径分布在70nm-1500nm之间,电镜照片下呈棒状。
标签:纳米纤维素;制备;粒径;形貌分析;性能表征目前,纳米纤维素的原料来源众多,可通过物理、化学、生物等多种方式制成得到[1-2],文章中纳米纤维素是采用硫酸水解微晶纤维(MCC)的方法制成,微晶纤维素的长度大于1?滋m,它是由纤维素晶须聚集成的,纤维素晶须是纤维素在经过酸解和超声处理后不定形区断裂产生的一种棒状材料,在干燥时纤维素晶须之间的氢键会相互作用使之聚集就形成了微晶纤维素[3-6]。
采用一定量的微晶纤维素缓缓放入浓度为56%的硫酸溶液中,进行热水浴处理,直到微晶纤维刚好全部水解在硫酸中,用离心机进行离心洗涤,得到的溶液装入透析袋中透析2-3天,然后使用超声波破碎仪将纤维素颗粒变小,最后冷冻干燥得到纳米纤维素固体粉末状颗粒,对得出的样品进行粒径分析与形貌分析。
研究纳米纤维素的微观特征。
1 实验原料与仪器1.1 实验原料MCC(微晶纤维素),柱层析97%(上海金穗生物科技有限公司);硫酸,分析纯98%(南京化学试剂有限公司);25L蒸馏水(自制)1.2 实验仪器数显三用恒温水箱,HH-600(金坛市国旺实验仪器厂);离心机,TDL-40B (上海安亭科学仪器厂);超声破碎仪,BILON-500(上海比郎仪器有限公司);冷冻干燥机,LGJ-10C(北京四环科学仪器厂);激光粒度分析仪,Winer2005(济南微纳仪器有限公司);电热恒温鼓风干燥箱,DHG-9523A(上海精宏实验设备有限公司);热场发射扫描电子显微镜,JSM-7600F(日本电子株式会社)2 制备纳米纤维素步骤2.1 酸处理称取4份10gMCC,量取4份100ml的浓度为56%的浓硫酸,将MCC缓缓放入硫酸中,加入MCC的同时要不断震荡锥形瓶中的硫酸,防止MCC在里面结块,导致后面不易水解,然后进行热水浴处理,水浴温度设置为40℃,水浴时间50min-60min,直到刚好MCC全部水解。
慈竹纳米纤维素的制备及特征分析

纤维素而得 到 d 一 纤维素 , 将得到 的 仅 一 纤维素通过 3 3 %( w t . ) 硫 酸溶 液与超声 波处理相结合 的方式分 离出慈竹 纳 米纤维素。通 过扫描 电镜( S E M) 与透射扫描 电镜 ( T E M) 对纳米 纤维素 的形 态特征进行 了分析 , 结果表 明纳米纤 维
t r a n s m i s s i o n e l e c t r o n m i c r o s c o p y( T E M) , t h e d i a m e t e r s o f t h e n a n o c e l l u l o s e s r a n g e d r f o m 1 0 t o 2 5 n m.T h e a n a l y s i s o f F o u i r e r t r a n s f o r m i n f r a r e d( F I ' I R)s p e c t r o s c o h e m i c e l l u l o s e s a n d l i g n i n w e r e t o t a l l y r e m o v e d r f o m t h e r a w
应 用 硼 穷
d o i : 1 0 . 3 9 6 9 / j . i s s n . 1 0 0 0 — 8 1 0 1 . 2 0 1 3 . 0 4 . 0 0 5
慈竹 纳 米 纤 维 素 的 制备 及 特 征 分 析
何文, 张齐生 , 蒋身学 , 孙 丰文
( 南京林业大学竹材 工程 研究 中心 , 南京 2 1 0 0 3 7 ) 摘 要 : 以慈竹 为原料 , 先经过抽提 处理 除去抽 提物 , 再 经次氯酸钠 和氢氧化钠 溶液处理 , 除去其 中的木质素与 半
粉体材料相关知识(一)

63中国粉体工业 2019 No.4粉体材料相关知识(一)纳米纤维素是通过化学、物理、生物或者几者相结合的手段处理纤维得到的直径<100nm,长度可到微米的纤维聚集体。
1.纳米纤维素简介纳米纤维素是通过化学、物理、生物或者几者相结合的手段处理纤维得到的直径<100nm,长度可到微米的纤维聚集体。
它们具有优异的机械性能、巨大的比表面积、高结晶度、良好的亲水性、高透明度、低密度、良好的生物可降解性与生物相容性以及稳定的化学性质,纤维素表面裸露出大量羟基,使纳米纤维素具有巨大的化学改性潜力。
因此,纳米纤维素在生物制药、食品加工、造纸、能源材料、功能材料等领域的应用研究日益受到人们的重视。
纳米纤维素通常还被称为纤维素纳米晶体(cellulose nanocrystals,CNCs;canocrystalline cellulose,NCC)、纳米纤丝纤维素(nanofibrillated cellulose,NFC)、纤维素纳米晶须(cellulose nanowhisker,CNW)、纤维素纳米颗粒(cellulose nanoparticle,CNP)等。
图1 自然界中几种纤维素来源图2 纤维素化学结构式按照纳米纤维素的形貌、粒径大小及原料来源的不同,纳米纤维素主要分为3种类别,如表1所示。
如果在分子水平上对纤维素纳米结构进行设计与剪裁,调控纤维素纳米结构的形成,选择性构筑并组装出纳米结构的纤维素功能材料,发展可控制造纤维素材料纳米结构的定向设计与构筑的理论和方法,在此基础上研发出绿色、高效制备纤维素高值化材料的方法具有重要的研究意义。
中国粉体工业 2019 No.464图3 纳米纤维素制备的两种主要方法图4 制备纳米纤维素的机械处理方法2.2 化学法纤维原料来源不同,得到的纳米纤维素尺寸分布也不同:以棉花、木材、微晶纤维素为原料制备的纳米纤维素粒径分布较窄,宽度5~10 nm,长度100~300 nm,结晶度较高;以细菌、被囊类动物纤维为原料制备的纳米纤维素粒径分布较宽,宽度5~60 nm,长度几微米。
浅析纳米纤维素的制备方法

浅析纳米纤维素的制备方法摘要:纳米纤维素是一种可降解、可再生、高强度、高模量材料,作为增强相在热塑性塑料改性领域有着巨大的应用潜力,纳米纤维素的制备进行分析与研究。
关键词:纳米纤维素;制备;方法前言纤维素是一种分子刚性大且不溶于水的天然高分子,通常与植物细胞壁上的木质素与半纤维素相结合,是维持植物细胞壁结构的一种重要物质。
由于纳米纤维素具有高强度以及高模量的特点,因此,能够作为增强相应用于聚合物的增强改性。
而纳米纤维素本身表现出高亲水性,使得其最初多应用于水溶性聚合物的增强改性。
随着人们对纳米纤维素认识的不断加深以及对其应用的期待不断提升,纳米纤维素作为热塑性塑料的一种增强相越来越得到研究人员的重视。
1机械法机械法主要是通过强烈物理剪切力使得纤维素去纤化,然后分离出纳米纤维素纤维(CNF),见图1。
常用的机械处理方法有高压均质法、研磨法、球磨法、蒸汽爆破法等。
第一种方法是使用离子液体([Bmim]Cl)对甘蔗渣进行预处理,将预处理过的甘蔗渣纤维素在高压均质机中循环处理 30 次,成功分离出纳米纤维素;第二种方法:在常温常压下,以膨润过的软木浆为原料,通过球磨的方法制备出了平均直径小于 100nm 的纳米纤维素。
实验过程采用了控制变量的方法,探究了各因素对纳米纤维素制备的影响规律。
结果表明,球磨球的大小对最终纳米纤维素的形态和尺寸影响很大;第三种:以未漂白的甘蔗渣为原料,经木聚糖酶和冷碱预处理,去除部分半纤维素,将部分纤维素 I 转化为纤维素 II。
通过超微粉碎和高压均质,得到了纤维素纳米纤维。
同时发现,木聚糖酶预处理可以改善纳米纤维在机械处理过程中的分散性,同时提高其结晶度。
随着碱浓度的增加,晶体结构改变,这对其热稳定性会产生影响。
图1常见的机械物理制备纳米纤维素的方法机械物理法制得的纳米纤维素长径比高,柔韧性好,但是往往存在着尺寸较大、分布不均匀等问题,所以需要采用不同的方法对纤维素原料进行预处理。
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二、纳米纤维素的制备
优点 植物纤维素是自然界蕴藏最丰富的可再生资 源。天然纤维素来源丰富,价格低廉,密度 低于无机纤维,具有较高的模量和拉伸强度, 另外,其具有生物降解性和可再生性。纤维 素降解到纳米级后,不但具有纤维素的基本结 构与性能,还具有纳米颗粒的特性,如巨大的比 表面积、超强的吸附能力和高的反应活性,此 外可以提高其在复合材料基体中的分散性和 相容性.
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NCC的制备方法(五)
将微晶纤维素置于一定量NaClO 溶液中反 应12~24 h ,然后加入HCl 中止反应, 接着 采用超声波处理30 min 以分散样品, 离心洗 涤数次至溶液出现乳白色胶体, 将胶体置于 透析袋中数天脱盐, 即得到纳米纤维素胶体, 再经真空冷冻干燥24 h 即可得到纳米纤维 素粉末。
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OUTLINE
纳米技术和纳米纤维素 纳米纤维素纤维的制备方法 一些想法
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一、纳米技术和纳米纤维素
纳米技术是对材料,设备和系统的创造和应用, 这些材料设备及系统是由纳米级物质来支配 的,也就是说是在原子,分子,超分子结构和以 纳米为长度单位的水平上形成的.
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专利:一种棒状纳米纤维素制备方法
实例:将10克棉纤维分散在200克质量百分浓度为 60%的硫酸水溶液中,在45℃温度条件下进行单模 微波辐射水解,单模微波辐射功率为100W,辐射 时间5分钟,得到水解液;所得到的水解液中加入 蒸馏水,使水解液稀释至10倍体积,再将稀释后的 水解液在10000rpm转速条件下离心分离3次;取 沉淀物进行透析2天,所用透析膜的截留分子量为 8000;透析后经孔径为0.45微米的滤膜过滤,滤 液经过200W的超声分散35分钟,得到稳定的棒状 纳米纤维素纤维悬浮液,其中纳米纤维素纤维直径 为5-10纳米,长度路线
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纤维原料 粉碎过筛 碱煮除杂 氧化降解 纳米纤维素微晶 超声分散 漂洗 中和
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NCC的制备方法(三)
NCC-Ⅰ的制备:在3.2 kHz 的超声波振动下, 将棉短绒在恒温25℃下浸渍于55%硫酸中2.5 h, 然后稀释硫酸中止反应,去离子水洗涤至pH=7, 水洗过滤后得5%的NCC-Ⅰ胶体。
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NCC的制备方法(一)
纤维素大分子中的β-1,4-糖苷键是一种缩 醛键,对酸特别敏感,在适当的氢离子浓度、 温度和时间的作用下,糖苷键断裂,聚合度 下降,最后形成结晶度很高的棒状的纳米微 晶纤维素粒子。
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以棉纤维为原料
加入到DMSO,80℃,6h, 处理后 45%硫酸,75℃
纳米技术研究的是那些能被合理设计出来的 物质和体系,这些物质体系由于他们的尺寸很 小而能显示出新的,独一无二的并显著改善的 物理,化学和生物性能,现象和工艺.
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什么是纳米纤维素?
棉 丝纤蛋白 木浆
高温强酸 物理搅动
纤维素的杆状的纳米晶体 100纳米 ,宽度低于10纳米
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Some thoughts
改进制备方法,高效制备、分离纳米微晶纤 维素
酶法(绿色木霉,Trichoderma Vride G)与 化学法结合?
纳米微晶纤维素表面选择性化学改性 纳米微晶纤维素在高分子复合材料中的应用
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Thank you!
纳米纤维素微晶的制备方法(二)
原理: NaClO一般用做纸浆的漂白,可将纤维素分子
链上的羟基氧化成醛基、酮基和羧基,氧化速度和 产物的性质受到溶液pH值的强烈影响。在中性点附 近,氧化降解的速度最大,因此,对木浆和织物的 漂白应避免用中性溶液。但如果要用次氯酸钠使纤 维素发生降解,那么最合适的反应条件就是在溶液 的pH值控制在中性点或其附近。通过控制氯气的用 量、碱液(NaOH)的浓度、纤维与碱液的浴比, 用氯气和氢氧化钠反应生成次氯酸钠,在中性条件 下,与纤维素发生剧烈反应,从而将纤维素降解成 纳米级的纤维素微晶。
NCC-Ⅱ的制备:将NCC-Ⅰ在25℃下与NaOH 水溶液混合,使混合后NaOH 的浓度为1%,浸渍 几秒钟,再酸中和,滤膜分离脱盐水,去离子水洗 涤至无盐为止,然后用丙酮洗涤脱水,室温真空干 燥后即得到样品。
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NCC的制备方法(四)
棉短绒用浓NaOH预处理后,再用硫酸和盐 酸水解,经超声波搅拌器处理8h后,得到白 色和象牙黄的胶体,最后在100-105℃的温 度下烘干,制得球状NCC-Ⅰ和NCC-Ⅱ的混 合产物。
棉纤维 洗涤
棉纤维
搅拌10h
乳黄色悬浮液
超声振荡2h 加水冲稀
悬浮液 静止,去上方清液
很难沉 离心分离洗涤数次 降分层
悬浮液
反复数次
的溶液
悬浮液转移到透析袋中,并置于去离子水中浸泡,让硫酸 分子透过,隔一段时间换水,检查水pH值,直到中性,最 后得到了具有凝胶性质的稳定的悬浮液。
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