绿色制备技术：向日葵秸秆纤维素纳米纤维TEMPO氧化与高压均质研究.docxVIP

绿色制备技术：向日葵秸秆纤维素纳米纤维TEMPO氧化与高压均质研究

目录

内容综述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2

1.1研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

1.1.1向日葵生物质资源化利用现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

1.1.2纤维素纳米材料的应用前景．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

1.2国内外研究进展．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7

1.2.1植物秸秆纤维素纳米纤维提取技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8

1.2.2TEMPO氧化技术在纤维素改性中的应用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9

1.2.3高压均质技术在纳米材料制备中的作用．．．．．．．．．．．．．．．．．．10

1.3本研究的主要目标与内容．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11

实验部分．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12

2.1实验原料与试剂．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14

2.1.1主要原料．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14

2.1.2化学试剂．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15

2.2实验仪器与设备．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16

2.3实验方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17

2.3.1向日葵秸秆纤维素纳米纤维的提取与纯化．．．．．．．．．．．．．．．．18

2.3.2TEMPO氧化反应过程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22

2.3.3高压均质处理工艺．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23

2.3.4样品表征方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24

结果与讨论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26

3.1向日葵秸秆纤维素纳米纤维的提取结果．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27

3.1.1预处理对纤维提取的影响．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28

3.1.2纤维素的得率与形态分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34

3.2TEMPO氧化对纤维素结构的影响．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35

3.2.1氧化程度表征．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36

3.2.2氧化产物的结构分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．37

3.3高压均质对TEMPO氧化纤维素纳米纤维的影响．．．．．．．．．．．．．．．38

3.3.1纳米纤维尺寸与分散性变化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．40

3.3.2均质参数对纤维性能的影响．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．43

3.4TEMPO氧化/高压均质纤维素纳米纤维的性能表征．．．．．．．．．．．．44

3.4.1形貌与结构分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．45

3.4.2物理性能测试．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．46

1.内容综述

（一）内容综述

随着全球对可持续发展的日益关注，天然资源的有效利用和废弃物的绿色处理已成为研究的热点。在众多的天然资源中，农业废弃物如向日葵秸秆的处理与利用尤为重要。向日葵秸秆富含纤维素，其高效利用不仅可以减少环境污染，还能为造纸、纺织、生物材料等领域提供新型原料。近年来，TEMPO氧化法及高压均质技术作为一种绿色制备手段，在纤维素纳米纤维的制备中展现出巨大的潜力。

（二）向日葵秸秆纤维素的利用现状

向日葵秸秆作为一种丰富的天然纤维素来源，其利用方式多种多样。然而由于天然纤维素的结构特点，直接应用往往存在诸多限制。因此对其进行精细化处理，制备成纤维素纳米纤维，具有重要的实际意义。

（三）TEMPO氧化法的应用及优势

TEMPO氧化法是一