玉米苞葉纖維素提取及納米晶須制備.pdf

1、隨著煤、石油、天然氣三大不可再生資源的日益消耗，可再生、可降解的生物質(zhì)資源的合理開發(fā)利用受到廣泛關(guān)注。纖維素作為自然界中一種豐富生物質(zhì)資源，其有效應用能夠緩解由三大化石能源日漸枯竭所引起的能源危機。
　　為合理開發(fā)玉米苞葉生物質(zhì)資源，本文首先綜述了玉米苞葉的研究概況、玉米苞葉纖維的提取工藝和纖維素納米晶須的制備方法及其在增強材料、電學材料、醫(yī)學材料等研究領(lǐng)域的運用。在現(xiàn)有玉米苞葉的基礎(chǔ)上，運用化學法提取制備玉米苞葉纖維，并以TEM

2、PO選擇性氧化法合成玉米苞葉纖維素納米晶須。本文的主要研究內(nèi)容包括：
　?。?）較為系統(tǒng)地表征了玉米苞葉的基本結(jié)構(gòu)性能。通過對玉米苞葉厚度、縱橫向抗拉強度、化學成分、紅外光譜、表面和截面形態(tài)以及結(jié)晶度等測試分析得：玉米苞葉厚度隨玉米苞葉層數(shù)由外至內(nèi)逐漸降低；縱橫向抗拉強度也呈相同趨勢，縱向抗拉強度為橫向抗拉強度的6-10倍；主要含有纖維素、半纖維素、木質(zhì)素、水溶物、果膠物質(zhì)、脂蠟質(zhì)幾種化學成分，半纖維素含量較高，纖維素含量略低；其

3、表面不光滑，存在隨機分布孔洞，內(nèi)部單纖維截面形狀不規(guī)則，有不規(guī)則中腔；結(jié)晶度較低，為26.65％。
　?。?）玉米苞葉纖維提取工藝的優(yōu)化及制得玉米苞葉纖維的表征。分析煮練工藝中的化學試劑的濃度和反應時間對于制得率的影響，獲得最佳煮練工藝。另對最佳工藝制得的玉米苞葉纖維進行包括化學成分分析、紅外光譜測試、表面形態(tài)測試以及結(jié)晶度測試，并與玉米苞葉的結(jié)構(gòu)性能分析對比得：玉米苞葉纖維具有更高的纖維素含量，半纖維素、木質(zhì)素等化學成分的含量存

4、在不同程度的降低；縱向表面光滑平整，大量膠質(zhì)得到有效去除；結(jié)晶度較玉米苞葉高出近一倍，達50.55%。
　?。?）玉米苞葉纖維素納米晶須的制備。以最佳工藝制得的玉米苞葉纖維為原料，采用TEMPO選擇性氧化法制備玉米苞葉纖維素納米晶須，對其進行包括原子力學顯微鏡測試、透射電子顯微學測試、紅外光譜測試、結(jié)晶度測試以及熱重分析測試，并與玉米苞葉及玉米苞葉纖維的結(jié)構(gòu)性能進行綜合對比得：玉米苞葉纖維素納米晶須呈針狀，平均長度為86.48nm

5、，平均直徑為6.90nm；主要含有纖維素、半纖維素兩種化學組分；由于在TEMPO選擇性氧化過程中未破壞纖維素晶型，玉米苞葉纖維素納米晶須仍呈現(xiàn)出纖維素Ⅰ晶型，結(jié)晶度為53.86%；起始降解溫度為200℃，當溫度達到310℃時熱穩(wěn)定性趨于穩(wěn)定。
　　本文以豐富的農(nóng)業(yè)副產(chǎn)品玉米苞葉為原料，成功提取纖維素并以TEMPO法制備了玉米苞葉纖維素納米晶須，為天然纖維素納米晶須的制備提供了一定的理論與試驗基礎(chǔ)，為綜合利用豐富農(nóng)業(yè)副產(chǎn)品資源提供了