專利名稱：均勻化精細(xì)納米纖維素纖維的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及納米纖維素纖維的制備方法。
背景技術(shù)：
納米纖維素是一種從天然纖維中分離出來的直徑在1 lOOnm之間的具有顆粒 狀、棒狀或絲狀結(jié)構(gòu)的納米材料。因具有可再生、低密度、高強(qiáng)度、高彈性模量、高比表面積、 低成本、可生物降解、納米級(jí)精細(xì)尺度等優(yōu)點(diǎn)，使其在增強(qiáng)聚合物納米復(fù)合材料、柔性顯示 器基底材料、人造皮膚、人造血管、生物傳感器等先進(jìn)功能材料領(lǐng)域存在著較大的潛在應(yīng)用 空間?，F(xiàn)有的強(qiáng)酸水解法和高強(qiáng)度機(jī)械剪切法制備的生物質(zhì)納米纖維素，由于納米尺度 的纖維素纖維表面含有大量的羥基，羥基間存在著較大的氫鍵作用力，使得納米纖維在水 溶液中極易發(fā)生團(tuán)聚現(xiàn)象，經(jīng)干燥后納米纖維又會(huì)重新聚集成微米級(jí)纖維，影響了納米纖 維直徑分布的均勻程度；TEMPO (2，2，6，6-四甲基哌啶-1-氧自由基)催化氧化法制備生 物質(zhì)納米纖維素的方法是利用TEMPO/NaBr/NaCIO催化氧化體系將硫酸鹽木漿纖維素分子 鏈C6上的伯醇羥基選擇性地氧化為羧基，使其表面帶有負(fù)電荷，負(fù)電荷間的電斥力大大降 低了納米纖維間的氫鍵作用力，再對(duì)這種氧化纖維素進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的攪拌處理后，即可得到 纖維素納米纖維，但是該法的制備原料主要為脫除木質(zhì)素后的硫酸鹽木漿或者其他造紙漿 料，而對(duì)纖維素含量更加豐富的木材、竹材、農(nóng)作物秸稈等生物質(zhì)資源卻并不適用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決現(xiàn)有的強(qiáng)酸水解法和高強(qiáng)度機(jī)械剪切法制備的生物質(zhì)納米纖維 素直徑分布不均勻、納米纖維間容易發(fā)生聚集，TEMPO催化氧化法適用范圍窄的問題，而提 供均勻化精細(xì)納米纖維素纖維的制備方法。本發(fā)明均勻化精細(xì)納米纖維素纖維的制備方法按照以下步驟進(jìn)行一、按生物質(zhì) 纖維和苯醇溶液的質(zhì)量比為1 :50 100稱取生物質(zhì)纖維和苯醇溶液，并將生物質(zhì)纖維加 入到苯醇溶液中，在溫度為85°C 95°C的條件下抽提5h 7h ；二、配制濃度為1% 2% (質(zhì)量)的亞氯酸鈉溶液，并用冰醋酸調(diào)節(jié)其PH值為4 5，然后將經(jīng)步驟一處理的生物質(zhì) 纖維加入到亞氯酸鈉溶液中保持4h 6h，期間每隔0. 9 1. lh向亞氯酸鈉溶液中補(bǔ)加亞 氯酸鈉和冰醋酸，以保持亞氯酸鈉溶液中亞氯酸納的濃度為1% 2% (質(zhì)量)、pH值為4 5 ； 三、將經(jīng)步驟二處理的生物質(zhì)纖維加入到濃度為1% 3% (質(zhì)量)的堿溶液中，混合均勻， 在溫度為80°C 100°C條件下保持1. 5h 2. 5h ；然后再將生物質(zhì)纖維加入到質(zhì)量濃度為 4% 6%的堿溶液中，混合均勻，在溫度為80°C 100°C條件下保持1. 5h 2. 5h，得到純化 纖維素；四、按lg經(jīng)步驟三得到的純化纖維素加入0. 01g 0. 02gTEMP0、0. lg 0. 2g溴化 鈉、98mL 102mL蒸餾水和2g 10g次氯酸鈉的比例，稱取經(jīng)步驟三得到的純化纖維素、 TEMPO、溴化鈉、蒸餾水和次氯酸鈉，先將稱取的TEMPO、溴化鈉和蒸餾水配制成溶液，然后 將純化纖維素加入到溶液中，攪拌均勻后，再將稱取的次氯酸鈉加入到溶液中，攪拌均勻，得到纖維素懸濁液；五、在攪拌條件下，向經(jīng)步驟四得到的纖維素懸濁液中滴加氫氧化鈉 溶液，使纖維素懸濁液的PH值保持在9. 5 10. 5并不再降低為止，然后經(jīng)離心水洗，得到 TEMPO催化氧化纖維素；六、將經(jīng)步驟五得到的TEMPO催化氧化纖維素加入到pH值為4 5 的亞氯酸鈉溶液中，攪拌1. 5h 2. 5h，得到亞氯酸鈉氧化纖維素；七、將經(jīng)步驟六得到的亞 氯酸鈉氧化纖維素加入到水中，磁力攪拌1天 10天，干燥，即得到均勻化精細(xì)納米纖維素 纖維；步驟三中的堿溶液為氫氧化鉀溶液、氫氧化鈉溶液或者氫氧化鋰溶液。步驟一中的生物質(zhì)纖維是顆粒大小為50 70目的木粉，50 70目的竹粉，50 70目的農(nóng)作物秸稈纖維，50 70目的麻纖維，50 70目的棉纖維，50 70目的紙漿纖維 或50 70目的微晶纖維素纖維。步驟七中所述的干燥為冷凍干燥、超臨界干燥或者臨界點(diǎn)干燥；步驟七中所述 的干燥方法為冷凍干燥、超臨界干燥或者臨界點(diǎn)干燥；其中冷凍干燥的步驟是將納米纖 維懸濁液置于_5°C -20°C的條件下冷凍處理20h 24h后，將其放置于冷凍干燥機(jī)中進(jìn)行 冷凍干燥處理，冷凍干燥機(jī)的冷阱溫度為_55°C _60°C、真空度為15Pa lPa，冷凍時(shí)間為 20tT24h;超臨界干燥方法和臨界點(diǎn)干燥方法為現(xiàn)有的常規(guī)技術(shù)。本發(fā)明的均勻化精細(xì)納米纖維素纖維的制備方法還可以按照以下步驟進(jìn)行一、 按生物質(zhì)纖維和苯醇溶液的質(zhì)量比為1 :50 100稱取生物質(zhì)纖維和苯醇溶液，并將生物 質(zhì)纖維加入到苯醇溶液中，在溫度為85°C 95°C的條件下抽提5h 7h ；二、配制濃度為 1% 2% (質(zhì)量)的亞氯酸鈉溶液，并用冰醋酸調(diào)節(jié)其pH值為4 5，然后將經(jīng)步驟一處理 的生物質(zhì)纖維加入到亞氯酸鈉溶液中保持4h 6h，期間每隔0. 9 1. lh向亞氯酸鈉溶液 中補(bǔ)加亞氯酸鈉和冰醋酸，以保持亞氯酸鈉溶液中亞氯酸納的濃度為1% 2% (質(zhì)量)、pH值 為4 5 ；三、將經(jīng)步驟二處理的生物質(zhì)纖維加入到濃度為1% 3% (質(zhì)量)的堿溶液中，混 合均勻，在溫度為80°C 100°C條件下保持1. 5h 2. 5h ；然后再將生物質(zhì)纖維加入到質(zhì)量 濃度為4% 6%的堿溶液中，混合均勻，在溫度為80°C 100°C條件下保持1. 5h 2. 5h， 得到純化纖維素；四、按lg經(jīng)步驟三得到的純化纖維素加入0. Olg 0. 02gTEMP0、0. lg 0. 2g溴化鈉、98mL 102mL蒸餾水和2g 10g次氯酸鈉的比例，稱取經(jīng)步驟三得到的純 化纖維素、TEMPO、溴化鈉、蒸餾水和次氯酸鈉，先將稱取的TEMPO、溴化鈉和蒸餾水配制成溶 液，然后將純化纖維素加入到溶液中，攪拌均勻后，再將稱取的次氯酸鈉加入到溶液中，攪 拌均勻，得到纖維素懸濁液；五、在攪拌條件下，向經(jīng)步驟四得到的纖維素懸濁液中滴加氫 氧化鈉溶液，使纖維素懸濁液的PH值保持在9. 5 10. 5并不再降低為止，然后經(jīng)離心水 洗，得到TEMPO催化氧化纖維素；六、將經(jīng)步驟五得到的TEMPO催化氧化纖維素加入到pH值 為4 5的亞氯酸鈉溶液中，攪拌1. 5h 2. 5h，得到亞氯酸鈉氧化纖維素；七、將經(jīng)步驟六 得到的亞氯酸鈉氧化纖維素加入到水中，然后放在超聲波細(xì)胞粉碎機(jī)中，在功率為800W 1200W，頻率為18 21KHz的條件下處理5min 30min，干燥，得到均勻化精細(xì)納米纖維素纖 維；步驟三中的堿溶液為氫氧化鉀溶液、氫氧化鈉溶液或者氫氧化鋰溶液。步驟一中的生物質(zhì)纖維是顆粒大小為50 70目的木粉，50 70目的竹粉，50 70目的農(nóng)作物秸稈纖維，50 70目的麻纖維，50 70目的棉纖維，50 70目的紙漿纖維 或50 70目的微晶纖維素纖維。步驟七中所述的干燥為冷凍干燥、超臨界干燥或者臨界點(diǎn)干燥；其中冷凍干燥 的步驟是將納米纖維懸濁液置于-5°C -20°c的條件下冷凍處理20h 24h后，將其放置于冷凍干燥機(jī)中進(jìn)行冷凍干燥處理，冷凍干燥機(jī)的冷阱溫度為-55°C -60°C、真空度為 15Pa lPa，冷凍時(shí)間為20tT24h ；超臨界干燥方法或者臨界點(diǎn)干燥方法為現(xiàn)有的常規(guī)技術(shù)。本發(fā)明的均勻化精細(xì)納米纖維素纖維的制備方法還可以按照以下步驟進(jìn)行一、 按生物質(zhì)纖維和苯醇溶液的質(zhì)量比為1 :50 100稱取生物質(zhì)纖維和苯醇溶液，并將生物 質(zhì)纖維加入到苯醇溶液中，在溫度為85°C 95°C的條件下抽提5h 7h ；二、配制濃度為 1% 2% (質(zhì)量)的亞氯酸鈉溶液，并用冰醋酸調(diào)節(jié)其pH值為4 5，然后將經(jīng)步驟一處理 的生物質(zhì)纖維加入到亞氯酸鈉溶液中保持4h 6h，期間每隔0. 9 1. lh向亞氯酸鈉溶液 中補(bǔ)加亞氯酸鈉和冰醋酸，以保持亞氯酸鈉溶液中亞氯酸納的濃度為1% 2% (質(zhì)量)、pH值 為4 5 ；三、將經(jīng)步驟二處理的生物質(zhì)纖維加入到濃度為1% 3% (質(zhì)量)的堿溶液中，混 合均勻，在溫度為80°C 100°C條件下保持1. 5h 2. 5h ；然后再將生物質(zhì)纖維加入到質(zhì)量 濃度為4% 6%的堿溶液中，混合均勻，在溫度為80°C 100°C條件下保持1. 5h 2. 5h， 得到純化纖維素；四、按lg經(jīng)步驟三得到的純化纖維素加入0. Olg 0. 02gTEMP0、0. lg 0. 2g溴化鈉、98mL 102mL蒸餾水和2g 10g次氯酸鈉的比例，稱取經(jīng)步驟三得到的純 化纖維素、TEMPO、溴化鈉、蒸餾水和次氯酸鈉，先將稱取的TEMPO、溴化鈉和蒸餾水配制成溶 液，然后將純化纖維素加入到溶液中，攪拌均勻后，再將稱取的次氯酸鈉加入到溶液中，攪 拌均勻，得到纖維素懸濁液；五、在攪拌條件下，向經(jīng)步驟四得到的纖維素懸濁液中滴加氫 氧化鈉溶液，使纖維素懸濁液的PH值保持在9. 5 10. 5并不再降低為止，然后經(jīng)離心水 洗，得到TEMPO催化氧化纖維素；六、將經(jīng)步驟五得到的TEMPO催化氧化纖維素加入到pH值 為4 5的亞氯酸鈉溶液中，攪拌1. 5h 2. 5h，得到亞氯酸鈉氧化纖維素；七、將經(jīng)步驟六 得到的氧化纖維素加入到水中，然后放在高壓勻質(zhì)機(jī)中，在壓強(qiáng)為380bar、20bar的條件 下處理為5min 30min，干燥，即得到均勻化精細(xì)納米纖維素纖維；步驟三中的堿溶液為氫 氧化鉀溶液、氫氧化鈉溶液或者氫氧化鋰溶液。步驟一中的生物質(zhì)纖維是顆粒大小為50 70目的木粉，50 70目的竹粉，50 70目的農(nóng)作物秸稈纖維，50 70目的麻纖維，50 70目的棉纖維，50 70目的紙漿纖維 或50 70目的微晶纖維素纖維。步驟七中所述的干燥方法為冷凍干燥、超臨界干燥或者臨界點(diǎn)干燥；其中冷凍干 燥的步驟是將納米纖維懸濁液置于_5°C -20°C的條件下冷凍處理20tT24h后，將其放 置于冷凍干燥機(jī)中進(jìn)行冷凍干燥處理，冷凍干燥機(jī)的冷阱溫度為_55°C -60°C、真空度為 15Pa lPa，冷凍時(shí)間為20tT24h ；超臨界干燥方法或者臨界點(diǎn)干燥方法為現(xiàn)有的常規(guī)技術(shù)。本發(fā)明首先利用利用化學(xué)方法脫除生物質(zhì)材料中的木質(zhì)素及半纖維素，然后得到 了純化纖維素纖維，然后再利用TEMPO為催化劑選擇性的將纖維素纖維表面C6上的羥基氧 化為羧基，再進(jìn)行相應(yīng)的納米纖絲化處理，制備出的均勻化精細(xì)納米纖維素纖維的直徑尺 寸分布均勻，直徑在3 5nm之間，長(zhǎng)徑比高于500，而且纖維相互交織成網(wǎng)狀纏結(jié)結(jié)構(gòu)。本 發(fā)明的方法不僅適用于脫除木質(zhì)素后的硫酸鹽木漿或者其他造紙漿料，而且對(duì)纖維素含量 更加豐富的木材、竹材、農(nóng)作物秸稈等生物質(zhì)資源也同樣適用；本發(fā)明制備的均勻化精細(xì)納 米纖維素纖維分散十分均勻，納米纖維間相互聚集的程度較低；而且纖維的表面含有羧基， 有利于對(duì)納米纖維進(jìn)行化學(xué)改性制備高性能、功能性制品；本發(fā)明制備的均勻化精細(xì)納米 纖維素纖維溶解在水中，表現(xiàn)出類似于凝膠的特征。本發(fā)明制備的均勻化精細(xì)納米纖維素 纖維可以應(yīng)用于光電器件、包裝材料、過濾材料及水凝膠、氣凝膠領(lǐng)域。


圖1是具體實(shí)施方式
十九制備的均勻化精細(xì)納米纖維素纖維的透射電子顯微鏡 圖；圖2是具體實(shí)施方式
三十八制備的均勻化精細(xì)納米纖維素纖維的透射電子顯微鏡圖。
具體實(shí)施例方式具體實(shí)施方式
一本實(shí)施方式的均勻化精細(xì)納米纖維素纖維的制備方法按照以下 步驟進(jìn)行一、按生物質(zhì)纖維和苯醇溶液的質(zhì)量比為1 :50 100稱取生物質(zhì)纖維和苯醇溶 液，并將生物質(zhì)纖維加入到苯醇溶液中，在溫度為85°C 95°C的條件下抽提5h 7h ；二、 配制濃度為1% 2% (質(zhì)量)的亞氯酸鈉溶液，并用冰醋酸調(diào)節(jié)其pH值為4 5，然后將經(jīng) 步驟一處理的生物質(zhì)纖維加入到亞氯酸鈉溶液中保持4h 6h，期間每隔0. 9 1. lh向亞 氯酸鈉溶液中補(bǔ)加亞氯酸鈉和冰醋酸，以保持亞氯酸鈉溶液中亞氯酸納的濃度為19T2%(質(zhì) 量)、pH值為4 5 ；三、將經(jīng)步驟二處理的生物質(zhì)纖維加入到濃度為1% 3%(質(zhì)量)的堿溶 液中，混合均勻，在溫度為80°C 100°C條件下保持1. 5h 2. 5h ；然后再將生物質(zhì)纖維加 入到質(zhì)量濃度為4% 6%的堿溶液中，混合均勻，在溫度為80°C 100°C條件下保持1. 5h 2. 5h，得到純化纖維素；四、按lg經(jīng)步驟三得到的純化纖維素加入0. Olg 0. 02gTEMP0、 0. lg 0. 2g溴化鈉、98mL 102mL蒸餾水和2g 10g次氯酸鈉的比例，稱取經(jīng)步驟三得 到的純化纖維素、TEMPO、溴化鈉、蒸餾水和次氯酸鈉，先將稱取的TEMPO、溴化鈉和蒸餾水配 制成溶液，然后將純化纖維素加入到溶液中，攪拌均勻后，再將稱取的次氯酸鈉加入到溶液 中，攪拌均勻，得到纖維素懸濁液；五、在攪拌條件下，向經(jīng)步驟四得到的纖維素懸濁液中滴 加氫氧化鈉溶液，使纖維素懸濁液的PH值保持在9. 5 10. 5并不再降低為止，然后經(jīng)離心 水洗，得到TEMPO催化氧化纖維素；六、將經(jīng)步驟五得到的TEMPO催化氧化纖維素加入到pH 值為4 5的亞氯酸鈉溶液中，攪拌1. 5h 2. 5h，得到亞氯酸鈉氧化纖維素；七、將經(jīng)步驟 六得到的亞氯酸鈉氧化纖維素加入到水中，磁力攪拌1天 10天，干燥，即得到均勻化精細(xì) 納米纖維素纖維；步驟三中的堿溶液為氫氧化鉀溶液、氫氧化鈉溶液或者氫氧化鋰溶液。本實(shí)施方式步驟四中的TEMPO為2，2，6，6四甲基哌啶-1-氧自由基。本實(shí)施方式首先利用利用化學(xué)方法脫除生物質(zhì)材料中的木質(zhì)素及半纖維素，然后 得到了純化纖維素纖維，然后再利用TEMPO為催化劑選擇性的將纖維素纖維表面C6上的羥 基氧化為羧基，再進(jìn)行相應(yīng)的納米纖絲化處理，制備出的均勻化精細(xì)納米纖維素纖維的直 徑尺寸分布均勻，直徑在3 5nm之間，長(zhǎng)徑比高于500，而且纖維相互交織成網(wǎng)狀纏結(jié)結(jié) 構(gòu)。本實(shí)施方式的方法不僅適用于脫除木質(zhì)素后的硫酸鹽木漿或者其他造紙漿料，而且對(duì) 纖維素含量更加豐富的木材、竹材、農(nóng)作物秸稈等生物質(zhì)資源也同樣適用；本實(shí)施方式制備 的均勻化精細(xì)納米纖維素纖維分散十分均勻，納米纖維間相互聚集的程度較低。
具體實(shí)施方式
二 本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是步驟一中的生物質(zhì)纖 維是顆粒大小為50 70目的木粉，50 70目的竹粉，50 70目的農(nóng)作物秸稈纖維，50 70目的麻纖維，50 70目的棉纖維，50 70目的紙漿纖維或50 70目的微晶纖維素纖 維。其它步驟與參數(shù)與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一或二不同的是步驟七中所述 的干燥方法為冷凍干燥、超臨界干燥或者臨界點(diǎn)干燥；其中冷凍干燥的步驟是將納米纖 維懸濁液置于_5°C -20°C的條件下冷凍處理20h 24h后，將其放置于冷凍干燥機(jī)中進(jìn)行
8冷凍干燥處理，冷凍干燥機(jī)的冷阱溫度為_55°C _60°C、真空度為15Pa lPa，冷凍時(shí)間為 20tT24h ；超臨界干燥方法或者臨界點(diǎn)干燥方法為現(xiàn)有的常規(guī)技術(shù)。其它步驟與參數(shù)與具體 實(shí)施方式一或二相同。
具體實(shí)施方式
四本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至三之一不同的是步驟一中的 苯醇溶液是按體積份數(shù)比由1份的乙醇和2份的苯配制的，或者按體積份數(shù)比由1份的乙 醇和2份的甲苯配制的。其它步驟與參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至三之一相同。
具體實(shí)施方式
五本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至四之一不同的是步驟一中按 質(zhì)量比為1 :55 95稱取生物質(zhì)纖維和苯醇溶液，并將生物質(zhì)纖維加入到苯醇溶液中，在 溫度為86°C 94°C的條件下抽提5. 5h 6. 5h。其它步驟與參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至四之 一相同。
具體實(shí)施方式
六本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至五之一不同的是步驟一中按 質(zhì)量比為1 :70稱取生物質(zhì)纖維和苯醇溶液，并將生物質(zhì)纖維加入到苯醇溶液中，在溫度 為90°C的條件下抽提6h。其它步驟與參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至五之一相同。
具體實(shí)施方式
七本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至六之一不同的是步驟二中配 制濃度為1. 1% 1. 8%(質(zhì)量)的亞氯酸鈉溶液，并用冰醋酸調(diào)節(jié)其pH值為4. 2 4. 8，然后 將經(jīng)步驟一處理的生物質(zhì)纖維加入到亞氯酸鈉溶液中保持4. 3h 5. 8h，期間每隔0. 95 1. 05h向亞氯酸鈉溶液中補(bǔ)加亞氯酸鈉和冰醋酸，以保持亞氯酸鈉溶液中亞氯酸納的濃度 為1. 1% 1. 8% (質(zhì)量)、pH值為4. 2 4. 8。其它步驟與參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至六之一 相同。
具體實(shí)施方式
八本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至七之一不同的是步驟二中配 制濃度為1. 5% (質(zhì)量)的亞氯酸鈉溶液，并用冰醋酸調(diào)節(jié)其pH值為4. 5，然后將經(jīng)步驟一 處理的生物質(zhì)纖維加入到亞氯酸鈉溶液中保持5h，期間每隔lh向亞氯酸鈉溶液中補(bǔ)加亞 氯酸鈉和冰醋酸，以保持亞氯酸鈉溶液中亞氯酸納的濃度為1. 3% 1. 6% (質(zhì)量)、pH值為
4.3 4. 7。其它步驟與參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至七之一相同。
具體實(shí)施方式
九本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至八之一不同的是步驟三中將 經(jīng)步驟二處理的生物質(zhì)纖維加入到濃度為1. 2% 2. 8%(質(zhì)量)的堿溶液中，混合均勻，在溫 度為85°C 96°C條件下保持1. 6h 2. 4h ；然后再將生物質(zhì)纖維加入到質(zhì)量濃度為4. 3%
5.7%的堿溶液中，混合均勻，在溫度為85°C 96°C條件下保持1. 6h 2. 4h，得到純化纖維 素。其它步驟與參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至八之一相同。
具體實(shí)施方式
十本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至九之一不同的是步驟三中將 經(jīng)步驟二處理的生物質(zhì)纖維加入到濃度為2% (質(zhì)量)的堿溶液中，混合均勻，在溫度為90°C 條件下保持2h ；然后再將生物質(zhì)纖維加入到質(zhì)量濃度為5%的堿溶液中，混合均勻，在溫度 為90°C條件下保持2h，得到純化纖維素。其它步驟與參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至九之一相 同。
具體實(shí)施方式
十一本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至十之一不同的是步驟四中 按lg經(jīng)步驟三得到的純化纖維素加入0. Ollg 0. 018gTEMP0、0. llg 0. 18g溴化鈉、 99mL lOlmL蒸餾水和3g 9g次氯酸鈉的比例稱取純化纖維素、TEMPO、溴化鈉、蒸餾水 和次氯酸鈉。其它步驟與參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至十之一相同。
具體實(shí)施方式
十二 本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至十一之一不同的是步驟四中按lg經(jīng)步驟三得到的純化纖維素加入0. 015gTEMP0、0. 15g溴化鈉、100mL蒸餾水和6g次 氯酸鈉的比例稱取純化纖維素、TEMPO、溴化鈉、蒸餾水和次氯酸鈉。其它步驟與參數(shù)與具體 實(shí)施方式一至十一之一相同。
具體實(shí)施方式
十三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至十二之一不同的是步驟五 中向經(jīng)步驟四得到的纖維素懸濁液中滴加氫氧化鈉溶液，使纖維素懸濁液的PH值保持在 9. 6 10. 4并不再降低為止。其它步驟與參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至十二之一相同。
具體實(shí)施方式
十四本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至十三之一不同的是步驟五 中向經(jīng)步驟四得到的纖維素懸濁液中滴加氫氧化鈉溶液，使纖維素懸濁液的PH值保持在 10并不再降低為止。其它步驟與參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至十三之一相同。
具體實(shí)施方式
十五本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至十四之一不同的是步驟六 中將經(jīng)步驟五得到的TEMPO催化氧化纖維素加入到pH值為4. 2 4. 8的亞氯酸鈉溶液中， 攪拌1. 6h 2. 4h，得到亞氯酸鈉氧化纖維素。其它步驟與參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至十四之 一相同。
具體實(shí)施方式
十六本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至十五之一不同的是步驟六 中將經(jīng)步驟五得到的TEMPO催化氧化纖維素加入到pH值為4. 5的亞氯酸鈉溶液中，攪拌 2h,得到亞氯酸鈉氧化纖維素。其它步驟與參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至十五之一相同。
具體實(shí)施方式
十七本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至十六之一不同的是步驟七 將經(jīng)步驟六得到的亞氯酸鈉氧化纖維素加入到水中，磁力攪拌2天 8天。其它步驟與參 數(shù)與具體實(shí)施方式
一至十六之一相同。
具體實(shí)施方式
十八本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至十七之一不同的是步驟七 將經(jīng)步驟六得到的亞氯酸鈉氧化纖維素加入到水中，磁力攪拌5天。其它步驟與參數(shù)與具 體實(shí)施方式一至十七之一相同。
具體實(shí)施方式
十九本實(shí)施方式的均勻化精細(xì)納米纖維素纖維的制備方法按照以 下步驟進(jìn)行一、按生物質(zhì)纖維和苯醇溶液的質(zhì)量比為1 :50 100稱取生物質(zhì)纖維和苯醇 溶液，并將竹纖維置于苯醇溶液中，在溫度為90°C的條件下抽提6h ；二、配制質(zhì)量濃度為2% 的亞氯酸鈉溶液，并用冰醋酸調(diào)節(jié)其pH值為4. 5，然后將經(jīng)步驟一處理的生物質(zhì)纖維加入 到亞氯酸鈉溶液中保持5h，期間每隔lh繼續(xù)向反應(yīng)體系中加入亞氯酸鈉和冰醋酸，以保持 亞氯酸納的質(zhì)量濃度為1. 59T2%，反應(yīng)體系的pH值為4. 2^4. 6 ；三、將經(jīng)步驟二處理的生物 質(zhì)纖維加入到質(zhì)量濃度為2%的氫氧化鉀溶液中，混合均勻，在溫度為90°C條件下保持2h ； 然后再將生物質(zhì)纖維加入到質(zhì)量濃度為5%的氫氧化鉀溶液中，混合均勻，在溫度為90°C條 件下保持2h，得到純化纖維素；四、按lg經(jīng)步驟三得到的純化纖維素加入0. 0160gTEMP0、 0. 1030g溴化鈉、100mL蒸餾水和10g次氯酸鈉的比例，稱取經(jīng)步驟三得到的純化纖維素、 TEMPO、溴化鈉、蒸餾水和次氯酸鈉，先將稱取的TEMPO、溴化鈉和蒸餾水配制成溶液，然后 將純化纖維素加入到溶液中，攪拌均勻后，再將稱取的次氯酸鈉緩慢加入到溶液中，攪拌均 勻，得到纖維素懸濁液；五、在攪拌條件下，向經(jīng)步驟四得到的纖維素懸濁液中滴加氫氧化 鈉溶液，使纖維素懸濁液的PH值保持在10并不再降低為止，然后經(jīng)離心水洗，得到TEMPO 催化氧化纖維素；六、將經(jīng)步驟五得到的TEMPO催化氧化纖維素加入到pH值為4. 5的亞氯 酸鈉溶液中，磁力攪拌2h，得到亞氯酸鈉氧化纖維素；七、將經(jīng)步驟六得到的亞氯酸鈉氧化 纖維素加入到水中，磁力攪拌10天，冷凍干燥處理后，即得到均勻化精細(xì)納米纖維素纖維；步驟三中的堿溶液為氫氧化鉀溶液。步驟七中所述的冷凍干燥的步驟是將納米纖維懸濁液置于_5°C的條件下冷 凍處理24h后，將其放置于冷凍干燥機(jī)中進(jìn)行冷凍干燥處理，冷凍干燥機(jī)的冷阱溫度 為_55°C、真空度為15Pa，冷凍時(shí)間為24h。本實(shí)施方式得到的均勻化精細(xì)納米纖維素纖維的透射電子顯微鏡圖如圖1所示， 從圖1可以看出，均勻化精細(xì)納米纖維素纖維的直徑尺寸分布均勻，直徑在3 5nm之間， 長(zhǎng)徑比彡500，而且纖維相互交織成網(wǎng)狀纏結(jié)結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施方式
二十本實(shí)施方式的均勻化精細(xì)納米纖維素纖維的制備方法按照 以下步驟進(jìn)行一、按生物質(zhì)纖維和苯醇溶液的質(zhì)量比為1 :50 100稱取生物質(zhì)纖維和 苯醇溶液，并將生物質(zhì)纖維加入到苯醇溶液中，在溫度為85°C 95°C的條件下抽提5h 7h;二、配制濃度為1% 2% (質(zhì)量)的亞氯酸鈉溶液，并用冰醋酸調(diào)節(jié)其pH值為4 5， 然后將經(jīng)步驟一處理的生物質(zhì)纖維加入到亞氯酸鈉溶液中保持4h 6h，期間每隔0. 9 1. lh向亞氯酸鈉溶液中補(bǔ)加亞氯酸鈉和冰醋酸，以保持亞氯酸鈉溶液中亞氯酸納的濃度為 19T2% (質(zhì)量)、pH值為4 5 ；三、將經(jīng)步驟二處理的生物質(zhì)纖維加入到濃度為1% 3% (質(zhì) 量)的堿溶液中，混合均勻，在溫度為80°C 100°C條件下保持1. 5h 2. 5h ；然后再將生 物質(zhì)纖維加入到質(zhì)量濃度為4% 6%的堿溶液中，混合均勻，在溫度為80°C 100°C條件 下保持1. 5h 2. 5h，得到純化纖維素；四、按lg經(jīng)步驟三得到的純化纖維素加入0. Olg 0. 02gTEMP0、0. lg 0. 2g溴化鈉、98mL 102mL蒸餾水和2g 10g次氯酸鈉的比例，稱取 經(jīng)步驟三得到的純化纖維素、TEMPO、溴化鈉、蒸餾水和次氯酸鈉，先將稱取的TEMPO、溴化鈉 和蒸餾水配制成溶液，然后將純化纖維素加入到溶液中，攪拌均勻后，再將稱取的次氯酸鈉 加入到溶液中，攪拌均勻，得到纖維素懸濁液；五、在攪拌條件下，向經(jīng)步驟四得到的纖維素 懸濁液中滴加氫氧化鈉溶液，使纖維素懸濁液的PH值保持在9. 5 10. 5并不再降低為止， 然后經(jīng)離心水洗，得到TEMPO催化氧化纖維素；六、將經(jīng)步驟五得到的TEMPO催化氧化纖維 素加入到pH值為4 5的亞氯酸鈉溶液中，攪拌1. 5h 2. 5h，得到亞氯酸鈉氧化纖維素； 七、將經(jīng)步驟六得到的亞氯酸鈉氧化纖維素加入到水中，然后放在超聲波細(xì)胞粉碎機(jī)中，在 功率為800W 1200W，頻率為18 21KHz的條件下處理5min 30min，干燥，得到均勻化精 細(xì)納米纖維素纖維；步驟三中的堿溶液為氫氧化鉀溶液、氫氧化鈉溶液或者氫氧化鋰溶液。本實(shí)施方式步驟四中的TEMPO為2，2，6，6四甲基哌啶-1-氧自由基。本實(shí)施方式首先利用利用化學(xué)方法脫除生物質(zhì)材料中的木質(zhì)素及半纖維素，然后 得到了純化纖維素纖維，然后再利用TEMPO為催化劑選擇性的將纖維素纖維表面C6上的羥 基氧化為羧基，再進(jìn)行相應(yīng)的納米纖絲化處理，制備出的均勻化精細(xì)納米纖維素纖維的直 徑尺寸分布均勻，直徑在3 5nm之間，長(zhǎng)徑比高于500，而且纖維相互交織成網(wǎng)狀纏結(jié)結(jié) 構(gòu)。本實(shí)施方式的方法不僅適用于脫除木質(zhì)素后的硫酸鹽木漿或者其他造紙漿料，而且對(duì) 纖維素含量更加豐富的木材、竹材、農(nóng)作物秸稈等生物質(zhì)資源也同樣適用；本實(shí)施方式制備 的均勻化精細(xì)納米纖維素纖維分散十分均勻，納米纖維間相互聚集的程度較低。
具體實(shí)施方式
二十一本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
二十不同的是步驟一中的生 物質(zhì)纖維是顆粒大小為50 70目的木粉，50 70目的竹粉，50 70目的農(nóng)作物秸稈纖 維，50 70目的麻纖維，50 70目的棉纖維，50 70目的紙漿纖維或50 70目的微晶 纖維素纖維。其它步驟與參數(shù)與具體實(shí)施方式
二十相同。
1具體實(shí)施方式
二十二 本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
二十或二十一不同的是步驟 七中所述的干燥方法為冷凍干燥、超臨界干燥或者臨界點(diǎn)干燥；其中冷凍干燥的步驟是 將納米纖維懸濁液置于_5°C -20°C的條件下冷凍處理20h 24h后，將其放置于冷凍干燥機(jī) 中進(jìn)行冷凍干燥處理，冷凍干燥機(jī)的冷阱溫度為_55°C -60°C、真空度為15Pa lPa，冷凍時(shí) 間為20tT24h ；超臨界干燥和臨界點(diǎn)干燥方法為現(xiàn)有的常規(guī)技術(shù)。其它步驟與參數(shù)與具體 實(shí)施方式二十或二十一相同。
具體實(shí)施方式
二十三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
二十至二十二之一不同的是 步驟一中的苯醇溶液是按體積份數(shù)比由1份的乙醇和2份的苯配制的，或者按體積份數(shù)比 由1份的乙醇和2份的甲苯配制的。其它步驟與參數(shù)與具體實(shí)施方式
二十至二十二之一相 同。
具體實(shí)施方式
二十四本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
二十至二十三之一不同的是 步驟一中按質(zhì)量比為1 :55 95稱取生物質(zhì)纖維和苯醇溶液，并將生物質(zhì)纖維加入到苯醇 溶液中，在溫度為86°C 94°C的條件下抽提5. 5h 6. 5h。其它步驟與參數(shù)與具體實(shí)施方 式二十至二十三之一相同。
具體實(shí)施方式
二十五本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
二十至二十四之一不同的是 步驟一中按質(zhì)量比為1 :70稱取生物質(zhì)纖維和苯醇溶液，并將生物質(zhì)纖維加入到苯醇溶液 中，在溫度為90°C的條件下抽提6h。其它步驟與參數(shù)與具體實(shí)施方式
二十至二十四之一相 同。
具體實(shí)施方式
二十六本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
二十至二十五之一不同的是 步驟二中配制濃度為1. 1% 1.8% (質(zhì)量)的亞氯酸鈉溶液，并用冰醋酸調(diào)節(jié)其pH值為 4. 2 4. 8，然后將經(jīng)步驟一處理的生物質(zhì)纖維加入到亞氯酸鈉溶液中保持4. 3h 5. 8h，期 間每隔0. 95 1. 05h向亞氯酸鈉溶液中補(bǔ)加亞氯酸鈉和冰醋酸，以保持亞氯酸鈉溶液中亞 氯酸納的濃度為1. 1% 1. 8% (質(zhì)量)、pH值為4. 2 4. 8。其它步驟與參數(shù)與具體實(shí)施方 式二十至二十五之一相同。
具體實(shí)施方式
二十七本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
二十至二十六之一不同的是 步驟二中配制濃度為1.5% (質(zhì)量)的亞氯酸鈉溶液，并用冰醋酸調(diào)節(jié)其pH值為4. 5，然后將 經(jīng)步驟一處理的生物質(zhì)纖維加入到亞氯酸鈉溶液中保持5h，期間每隔lh向亞氯酸鈉溶液 中補(bǔ)加亞氯酸鈉和冰醋酸，以保持亞氯酸鈉溶液中亞氯酸納的濃度為1. 3% 1. 6%(質(zhì)量)、 pH值為4. 3 4. 7。其它步驟與參數(shù)與具體實(shí)施方式
二十至二十六之一相同。
具體實(shí)施方式
二十八本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
二十至二十七之一不同的是 步驟三中將經(jīng)步驟二處理的生物質(zhì)纖維加入到濃度為1. 2% 2. 8% (質(zhì)量)的堿溶液中，混 合均勻，在溫度為85°C 96°C條件下保持1. 6h 2. 4h ；然后再將生物質(zhì)纖維加入到質(zhì)量 濃度為4. 3% 5. 7%的堿溶液中，混合均勻，在溫度為85°C 96°C條件下保持1. 6h 2. 4h， 得到純化纖維素。其它步驟與參數(shù)與具體實(shí)施方式
二十至二十七之一相同。
具體實(shí)施方式
二十九本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
二十至二十八之一不同的是 步驟三中將經(jīng)步驟二處理的生物質(zhì)纖維加入到濃度為2% (質(zhì)量)的堿溶液中，混合均勻，在 溫度為90°C條件下保持2h ；然后再將生物質(zhì)纖維加入到質(zhì)量濃度為5%的堿溶液中，混合均 勻，在溫度為90°C條件下保持2h，得到純化纖維素。其它步驟與參數(shù)與具體實(shí)施方式
二十 至二十八之一相同。
具體實(shí)施方式
三十本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
二十至二十九之一不同的是步 驟四中按lg經(jīng)步驟三得到的純化纖維素加入0. Ollg 0. 018gTEMP0、0. llg 0. 18g溴化 鈉、99mL lOlmL蒸餾水和3g 9g次氯酸鈉的比例稱取純化纖維素、TEMPO、溴化鈉、蒸餾 水和次氯酸鈉。其它步驟與參數(shù)與具體實(shí)施方式
二十至二十九之一相同。
具體實(shí)施方式
三十一本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
二十至三十之一不同的是步 驟四中按lg經(jīng)步驟三得到的純化纖維素加入0. 015gTEMP0、0. 15g溴化鈉、100mL蒸餾水和 6g次氯酸鈉的比例稱取純化纖維素、TEMPO、溴化鈉、蒸餾水和次氯酸鈉。其它步驟與參數(shù) 與具體實(shí)施方式
二十至三十之一相同。
具體實(shí)施方式
三十二 本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
二十至三十一之一不同的是 步驟五中向經(jīng)步驟四得到的纖維素懸濁液中滴加氫氧化鈉溶液，使纖維素懸濁液的pH值 保持在9. 6 10. 4并不再降低為止。其它步驟與參數(shù)與具體實(shí)施方式
二十至三十一之一 相同。
具體實(shí)施方式
三十三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
二十至三十二之一不同的是 步驟五中向經(jīng)步驟四得到的纖維素懸濁液中滴加氫氧化鈉溶液，使纖維素懸濁液的pH值 保持在10并不再降低為止。其它步驟與參數(shù)與具體實(shí)施方式
二十至三十二之一相同。
具體實(shí)施方式
三十四本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
二十至三十三之一不同的是 步驟六中將經(jīng)步驟五得到的TEMPO催化氧化纖維素加入到pH值為4. 2 4. 8的亞氯酸鈉溶 液中，攪拌1. 6h 2. 4h，得到亞氯酸鈉氧化纖維素。其它步驟與參數(shù)與具體實(shí)施方式
二十 至三十三之一相同。
具體實(shí)施方式
三十五本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
二十至三十四之一不同的是 步驟六中將經(jīng)步驟五得到的TEMPO催化氧化纖維素加入到pH值為4. 5的亞氯酸鈉溶液中， 攪拌2h，得到亞氯酸鈉氧化纖維素。其它步驟與參數(shù)與具體實(shí)施方式
二十至三十四之一相 同。
具體實(shí)施方式
三十六本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
二十至三十五之一不同的是 步驟七中超聲波細(xì)胞粉碎機(jī)的功率為900W 1100W，頻率為18. 5 20. 5KHz的條件下處理 8min 28min。其它步驟與參數(shù)與具體實(shí)施方式
二十至三十五之一相同。
具體實(shí)施方式
三十七本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
二十至三十六之一不同的是 步驟七中超聲波細(xì)胞粉碎機(jī)的功率為1000W，頻率為20KHZ的條件下處理20min。其它步驟 與參數(shù)與具體實(shí)施方式
二十至三十六之一相同。
具體實(shí)施方式
三十八本實(shí)施方式的均勻化精細(xì)納米纖維素纖維的制備方法按照 以下步驟進(jìn)行一、按竹纖維和苯醇溶液的質(zhì)量比為1 :70稱取竹纖維和苯醇溶液，并將生 物質(zhì)纖維置于苯醇溶液中，在溫度為90°C的條件下抽提6h ；二、配制質(zhì)量濃度為2%的亞氯 酸鈉溶液，并用冰醋酸調(diào)節(jié)其PH值為4. 5，然后將經(jīng)步驟一處理的生物質(zhì)纖維加入到亞氯 酸鈉溶液中保持5h，期間每隔lh繼續(xù)向反應(yīng)體系中加入亞氯酸鈉和冰醋酸，以保持亞氯酸 納的質(zhì)量濃度為1. 59T2%，反應(yīng)體系的pH值為4. 3^4. 7 ；三、將經(jīng)步驟二處理的生物質(zhì)纖維 加入到質(zhì)量濃度為2%的氫氧化鉀溶液中，混合均勻，在溫度為90°C條件下保持2h ；然后再 將生物質(zhì)纖維加入到質(zhì)量濃度為5%的氫氧化鉀溶液中，混合均勻，在溫度為90°C條件下保 持2h，得到純化纖維素；四、按lg經(jīng)步驟三得到的純化纖維素加入0. 0160gTEMP0、0. 1030g 溴化鈉、lOOmL蒸餾水和10g次氯酸鈉的比例，稱取經(jīng)步驟三得到的純化纖維素、TEMPO、溴
13化鈉、蒸餾水和次氯酸鈉，先將稱取的TEMPO、溴化鈉和蒸餾水配制成溶液，然后將純化纖維 素加入到溶液中，攪拌均勻后，再將稱取的次氯酸鈉緩慢加入到溶液中，攪拌均勻；五、在攪 拌條件下，向經(jīng)步驟四得到的纖維素懸濁液中滴加氫氧化鈉溶液，使纖維素懸濁液的PH值 保持在10并不再降低為止，然后經(jīng)離心水洗，得到TEMPO催化氧化纖維素；六、將經(jīng)步驟五 得到的TEMPO催化氧化纖維素加入到pH值為4. 5的亞氯酸鈉溶液中，處理2h，得到亞氯酸 鈉氧化纖維素；七、將經(jīng)步驟六得到的亞氯酸鈉氧化纖維素加入到水中，然后放在超聲波細(xì) 胞粉碎機(jī)中，在功率為800W，頻率為21KHz的條件下處理15min，冷凍干燥處理后，即得到均 勻化精細(xì)納米纖維素纖維；步驟三中的堿溶液為氫氧化鈉溶液。步驟七中所述的冷凍干燥的步驟是將納米纖維懸濁液置于_8°C的條件下冷 凍處理20h后，將其放置于冷凍干燥機(jī)中進(jìn)行冷凍干燥處理，冷凍干燥機(jī)的冷阱溫度 為_58°C、真空度為10Pa，冷凍時(shí)間為24h。本實(shí)施方式得到的均勻化精細(xì)納米纖維素纖維的透射電子顯微鏡圖如圖2所示， 從圖2可以看出，均勻化精細(xì)納米纖維素纖維的直徑尺寸分布均勻，直徑在3 5nm之間， 長(zhǎng)徑比高于500，而且纖維相互交織成網(wǎng)狀纏結(jié)結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施方式
三十九本實(shí)施方式的均勻化精細(xì)納米纖維素纖維的制備方法還可 以按照以下步驟進(jìn)行一、按生物質(zhì)纖維和苯醇溶液的質(zhì)量比為1 :50 100稱取生物質(zhì) 纖維和苯醇溶液，并將生物質(zhì)纖維加入到苯醇溶液中，在溫度為85°C 95°C的條件下抽提 5h 7h ；二、配制濃度為1% 2% (質(zhì)量)的亞氯酸鈉溶液，并用冰醋酸調(diào)節(jié)其pH值為4 5，然后將經(jīng)步驟一處理的生物質(zhì)纖維加入到亞氯酸鈉溶液中保持4h 6h，期間每隔0. 9 1. lh向亞氯酸鈉溶液中補(bǔ)加亞氯酸鈉和冰醋酸，以保持亞氯酸鈉溶液中亞氯酸納的濃度為 19T2% (質(zhì)量)、pH值為4 5 ；三、將經(jīng)步驟二處理的生物質(zhì)纖維加入到濃度為1% 3% (質(zhì) 量)的堿溶液中，混合均勻，在溫度為80°C 100°C條件下保持1. 5h 2. 5h ；然后再將生 物質(zhì)纖維加入到質(zhì)量濃度為4% 6%的堿溶液中，混合均勻，在溫度為80°C 100°C條件 下保持1. 5h 2. 5h，得到純化纖維素；四、按lg經(jīng)步驟三得到的純化纖維素加入0. Olg 0. 02gTEMP0、0. lg 0. 2g溴化鈉、98mL 102mL蒸餾水和2g 10g次氯酸鈉的比例，稱取 經(jīng)步驟三得到的純化纖維素、TEMPO、溴化鈉、蒸餾水和次氯酸鈉，先將稱取的TEMPO、溴化鈉 和蒸餾水配制成溶液，然后將純化纖維素加入到溶液中，攪拌均勻后，再將稱取的次氯酸鈉 加入到溶液中，攪拌均勻，得到纖維素懸濁液；其中的TEMPO為2，2，6，6四甲基哌啶-1-氧 自由基；五、在攪拌條件下，向經(jīng)步驟四得到的纖維素懸濁液中滴加氫氧化鈉溶液，使纖維 素懸濁液的pH值保持在9. 5 10. 5并不再降低為止，然后經(jīng)離心水洗，得到TEMPO催化氧 化纖維素；六、將經(jīng)步驟五得到的TEMPO催化氧化纖維素加入到pH值為4 5的亞氯酸鈉溶 液中，攪拌1. 5h 2. 5h，得到亞氯酸鈉氧化纖維素；七、將經(jīng)步驟六得到的氧化纖維素加入 到水中，然后放在高壓勻質(zhì)機(jī)中，在壓強(qiáng)為380bar 420bar的條件下處理為5min 30min， 干燥，即得到均勻化精細(xì)納米纖維素纖維；步驟三中的堿溶液為氫氧化鉀溶液、氫氧化鈉溶 液或者氫氧化鋰溶液。本實(shí)施方式步驟四中的TEMPO為2，2，6，6四甲基哌啶-1-氧自由基。本實(shí)施方式首先利用利用化學(xué)方法脫除生物質(zhì)材料中的木質(zhì)素及半纖維素，然后 得到了純化纖維素纖維，然后再利用TEMPO為催化劑選擇性的將纖維素纖維表面C6上的羥 基氧化為羧基，再進(jìn)行相應(yīng)的納米纖絲化處理，制備出的均勻化精細(xì)納米纖維素纖維的直徑尺寸分布均勻，直徑在3 5nm之間，長(zhǎng)徑比高于500，而且纖維相互交織成網(wǎng)狀纏結(jié)結(jié) 構(gòu)。本實(shí)施方式的方法不僅適用于脫除木質(zhì)素后的硫酸鹽木漿或者其他造紙漿料，而且對(duì) 纖維素含量更加豐富的木材、竹材、農(nóng)作物秸稈等生物質(zhì)資源也同樣適用；本實(shí)施方式制備 的均勻化精細(xì)納米纖維素纖維分散十分均勻，納米纖維間相互聚集的程度較低。
具體實(shí)施方式
四十本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
三十九不同的是步驟一中的生 物質(zhì)纖維是顆粒大小為50 70目的木粉，50 70目的竹粉，50 70目的農(nóng)作物秸稈纖 維，50 70目的麻纖維，50 70目的棉纖維，50 70目的紙漿纖維或50 70目的微晶 纖維素纖維。其它步驟與參數(shù)與具體實(shí)施方式
三十九相同。
具體實(shí)施方式
四十一本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
三十九或四十不同的是步 驟七中所述的干燥為冷凍干燥、超臨界干燥或者臨界點(diǎn)干燥；步驟七中所述的干燥方法 為冷凍干燥、超臨界干燥或者臨界點(diǎn)干燥；其中冷凍干燥的步驟是將納米纖維懸濁液置 于-5°C -20°C的條件下冷凍處理20h 24h后，將其放置于冷凍干燥機(jī)中進(jìn)行冷凍干燥處 理，冷凍干燥機(jī)的冷阱溫度為_55°C -60°C、真空度為15P￡TlPa，冷凍時(shí)間為20h 24h ；超 臨界干燥和臨界點(diǎn)干燥方法為現(xiàn)有的常規(guī)技術(shù)。其它步驟與參數(shù)與具體實(shí)施方式
三十九或 四十相同。
具體實(shí)施方式
四十二 本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
三十九至四十一之一不同的 是步驟一中的苯醇溶液是按體積份數(shù)比由1份的乙醇和2份的苯配制的，或者按體積份數(shù) 比由1份的乙醇和2份的甲苯配制的。其它步驟與參數(shù)與具體實(shí)施方式
三十九至四十一之 一相同。
具體實(shí)施方式
四十三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
三十九至四十二之一不同的 是步驟一中按質(zhì)量比為1 :55 95稱取生物質(zhì)纖維和苯醇溶液，并將生物質(zhì)纖維加入到 苯醇溶液中，在溫度為86°C 94°C的條件下抽提5. 5h 6. 5h。其它步驟與參數(shù)與具體實(shí) 施方式三十九至四十二之一相同。
具體實(shí)施方式
四十四本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
三十九至四十三之一不同的 是步驟一中按質(zhì)量比為1 :70稱取生物質(zhì)纖維和苯醇溶液，并將生物質(zhì)纖維加入到苯醇 溶液中，在溫度為90°C的條件下抽提6h。其它步驟與參數(shù)與具體實(shí)施方式
三十九至四十三 之一相同。
具體實(shí)施方式
四十五本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
三十九至四十四之一不同的 是步驟二中配制濃度為1. 1% 1. 8% (質(zhì)量)的亞氯酸鈉溶液，并用冰醋酸調(diào)節(jié)其pH值為 4. 2 4. 8，然后將經(jīng)步驟一處理的生物質(zhì)纖維加入到亞氯酸鈉溶液中保持4. 3h 5. 8h，期 間每隔0. 95 1. 05h向亞氯酸鈉溶液中補(bǔ)加亞氯酸鈉和冰醋酸，以保持亞氯酸鈉溶液中亞 氯酸納的濃度為1. 1% 1. 8% (質(zhì)量)、pH值為4. 2 4. 8。其它步驟與參數(shù)與具體實(shí)施方 式三十九至四十四之一相同。
具體實(shí)施方式
四十六本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
三十九至四十五之一不同的 是步驟二中配制濃度為1. 5% (質(zhì)量)的亞氯酸鈉溶液，并用冰醋酸調(diào)節(jié)其pH值為4. 5，然 后將經(jīng)步驟一處理的生物質(zhì)纖維加入到亞氯酸鈉溶液中保持5h，期間每隔lh向亞氯酸鈉 溶液中補(bǔ)加亞氯酸鈉和冰醋酸，以保持亞氯酸鈉溶液中亞氯酸納的濃度為1. 3% 1. 6%(質(zhì) 量)、pH值為4. 3 4. 7。其它步驟與參數(shù)與具體實(shí)施方式
三十九至四十五之一相同。
具體實(shí)施方式
四十七本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
三十九至四十六之一不同的
15是步驟三中將經(jīng)步驟二處理的生物質(zhì)纖維加入到濃度為1. 2% 2. 8% (質(zhì)量)的堿溶液 中，混合均勻，在溫度為85°C 96°C條件下保持1. 6h 2. 4h ；然后再將生物質(zhì)纖維加入到 質(zhì)量濃度為4. 3% 5. 7%的堿溶液中，混合均勻，在溫度為85°C 96°C條件下保持1. 6h 2. 4h，得到純化纖維素。其它步驟與參數(shù)與具體實(shí)施方式
三十九至四十六之一相同。
具體實(shí)施方式
四十八本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
三十九至四十七之一不同的 是步驟三中將經(jīng)步驟二處理的生物質(zhì)纖維加入到濃度為2% (質(zhì)量)的堿溶液中，混合均 勻，在溫度為90°C條件下保持2h ；然后再將生物質(zhì)纖維加入到質(zhì)量濃度為5%的堿溶液中， 混合均勻，在溫度為90°C條件下保持2h，得到純化纖維素。其它步驟與參數(shù)與具體實(shí)施方 式三十九至四十七之一相同。
具體實(shí)施方式
四十九本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
三十九至四十八之一不同的 是步驟四中按lg經(jīng)步驟三得到的純化纖維素加入0. Ollg 0. 018gTEMP0、0. llg 0. 18g 溴化鈉、99mL lOlmL蒸餾水和3g 9g次氯酸鈉的比例稱取純化纖維素、TEMPO、溴化鈉、 蒸餾水和次氯酸鈉。其它步驟與參數(shù)與具體實(shí)施方式
三十九至四十八之一相同。
具體實(shí)施方式
五十本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
三十九至四十九之一不同的是 步驟四中按lg經(jīng)步驟三得到的純化纖維素加入0. 015gTEMP0、0. 15g溴化鈉、100mL蒸餾水 和6g次氯酸鈉的比例稱取純化纖維素、TEMPO、溴化鈉、蒸餾水和次氯酸鈉。其它步驟與參 數(shù)與具體實(shí)施方式
三十九至四十九之一相同。
具體實(shí)施方式
五十一本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
三十九至五十之一不同的是 步驟五中向經(jīng)步驟四得到的纖維素懸濁液中滴加氫氧化鈉溶液，使纖維素懸濁液的pH值 保持在9. 6 10. 4并不再降低為止。其它步驟與參數(shù)與具體實(shí)施方式
三十九至五十之一 相同。
具體實(shí)施方式
五十二 本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
三十九至五十一之一不同的 是步驟五中向經(jīng)步驟四得到的纖維素懸濁液中滴加氫氧化鈉溶液，使纖維素懸濁液的PH 值保持在10并不再降低為止。其它步驟與參數(shù)與具體實(shí)施方式
三十九至五十一之一相同。
具體實(shí)施方式
五十三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
三十九至五十二之一不同的 是步驟六中將經(jīng)步驟五得到的TEMPO催化氧化纖維素加入到pH值為4. 2 4. 8的亞氯酸 鈉溶液中，攪拌1. 6h 2. 4h，得到亞氯酸鈉氧化纖維素。其它步驟與參數(shù)與具體實(shí)施方式
三十九至五十二之一相同。
具體實(shí)施方式
五十四本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
三十九至五十三之一不同的 是步驟六中將經(jīng)步驟五得到的TEMPO催化氧化纖維素加入到pH值為4. 5的亞氯酸鈉溶液 中，攪拌2h，得到亞氯酸鈉氧化纖維素。其它步驟與參數(shù)與具體實(shí)施方式
三十九至五十三之 一相同。
具體實(shí)施方式
五十五本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
三十九至五十四之一不同的 是步驟七中高壓勻質(zhì)機(jī)的壓強(qiáng)為390bar、10bar的條件下處理為6min 28min。其它步 驟與參數(shù)與具體實(shí)施方式
三十九至五十四之一相同。
具體實(shí)施方式
五十六本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
三十九至五十五之一不同的 是步驟七中高壓勻質(zhì)機(jī)的壓強(qiáng)為400bar的條件下處理為15min。其它步驟與參數(shù)與具體 實(shí)施方式三十九至五十五之一相同。
具體實(shí)施方式
五十七本實(shí)施方式的均勻化精細(xì)納米纖維素纖維的制備方法還可以按照以下步驟進(jìn)行一、按生物質(zhì)纖維和苯醇溶液的質(zhì)量比為1 :80稱取生物質(zhì)纖維和 苯醇溶液，并將生物質(zhì)纖維加入到苯醇溶液中，在溫度為85°C的條件下抽提7h ；二、配制濃 度為1.5% (質(zhì)量)的亞氯酸鈉溶液，并用冰醋酸調(diào)節(jié)其pH值為4，然后將經(jīng)步驟一處理的生 物質(zhì)纖維加入到亞氯酸鈉溶液中保持5h，期間每隔lh向亞氯酸鈉溶液中補(bǔ)加亞氯酸鈉和 冰醋酸，以保持亞氯酸鈉溶液中亞氯酸納的濃度為1. 39T1. 5% (質(zhì)量)、pH值為3. 8 4. 2 ； 三、將經(jīng)步驟二處理的生物質(zhì)纖維加入到濃度為2% (質(zhì)量)的堿溶液中，混合均勻，在溫度 為100°C條件下保持1. 5h ；然后再將生物質(zhì)纖維加入到質(zhì)量濃度為5%的堿溶液中，混合均 勻，在溫度為100°C條件下保持1. 5h，得到純化纖維素；四、按lg經(jīng)步驟三得到的純化纖維 素加入0. 015gTEMP0、0. 15g溴化鈉、100mL蒸餾水和5g次氯酸鈉的比例，稱取經(jīng)步驟三得 到的純化纖維素、TEMPO、溴化鈉、蒸餾水和次氯酸鈉，先將稱取的TEMPO、溴化鈉和蒸餾水配 制成溶液，然后將純化纖維素加入到溶液中，攪拌均勻后，再將稱取的次氯酸鈉加入到溶液 中，攪拌均勻，得到纖維素懸濁液；其中的TEMPO為2，2，6，6四甲基哌啶-1-氧自由基；五、 在攪拌條件下，向經(jīng)步驟四得到的纖維素懸濁液中滴加氫氧化鈉溶液，使纖維素懸濁液的 PH值保持在10并不再降低為止，然后經(jīng)離心水洗，得到TEMPO催化氧化纖維素；六、將經(jīng)步 驟五得到的TEMPO催化氧化纖維素加入到pH值為4 5的亞氯酸鈉溶液中，攪拌1. 5h，得 到亞氯酸鈉氧化纖維素；七、將經(jīng)步驟六得到的氧化纖維素加入到水中，然后放在高壓勻質(zhì) 機(jī)中，在壓強(qiáng)為400bar的條件下處理為20min，冷凍干燥，即得到均勻化精細(xì)納米纖維素纖 維；步驟三中的堿溶液為氫氧化鉀溶液。步驟七中所述的冷凍干燥的步驟是將納米纖維懸濁液置于_5°C的條件下冷 凍處理24h后，將其放置于冷凍干燥機(jī)中進(jìn)行冷凍干燥處理，冷凍干燥機(jī)的冷阱溫度 為-60°C、真空度為10Pa，冷凍時(shí)間為24h。本實(shí)施方式得到的均勻化精細(xì)納米纖維素纖維的直徑尺寸分布均勻，直徑在3 5nm之間，長(zhǎng)徑比高于500，而且纖維相互交織成網(wǎng)狀纏結(jié)結(jié)構(gòu)。
1權(quán)利要求
均勻化精細(xì)納米纖維素纖維的制備方法，其特征在于均勻化精細(xì)納米纖維素纖維的制備方法按照以下步驟進(jìn)行一、按生物質(zhì)纖維和苯醇溶液的質(zhì)量比為１50～100稱取生物質(zhì)纖維和苯醇溶液，并將生物質(zhì)纖維加入到苯醇溶液中，在溫度為85℃～95℃的條件下抽提5h～7h；二、配制濃度為1%～2%(質(zhì)量)的亞氯酸鈉溶液，并用冰醋酸調(diào)節(jié)其pH值為4～5，然后將經(jīng)步驟一處理的生物質(zhì)纖維加入到亞氯酸鈉溶液中保持4h～6h，期間每隔0.9～1.1h向亞氯酸鈉溶液中補(bǔ)加亞氯酸鈉和冰醋酸，以保持亞氯酸鈉溶液中亞氯酸納的濃度為1%~2%(質(zhì)量)、pH值為4～5；三、將經(jīng)步驟二處理的生物質(zhì)纖維加入到濃度為1%～3%(質(zhì)量)的堿溶液中，混合均勻，在溫度為80℃～100℃條件下保持1.5h～2.5h；然后再將生物質(zhì)纖維加入到質(zhì)量濃度為4%～6%的堿溶液中，混合均勻，在溫度為80℃～100℃條件下保持1.5h～2.5h，得到純化纖維素；四、按1g經(jīng)步驟三得到的純化纖維素加入0.01g～0.02gTEMPO、0.1g～0.2g溴化鈉、98mL～102mL蒸餾水和2g～10g次氯酸鈉的比例，稱取經(jīng)步驟三得到的純化纖維素、TEMPO、溴化鈉、蒸餾水和次氯酸鈉，先將稱取的TEMPO、溴化鈉和蒸餾水配制成溶液，然后將純化纖維素加入到溶液中，攪拌均勻后，再將稱取的次氯酸鈉加入到溶液中，攪拌均勻，得到纖維素懸濁液；五、在攪拌條件下，向經(jīng)步驟四得到的纖維素懸濁液中滴加氫氧化鈉溶液，使纖維素懸濁液的pH值保持在9.5～10.5并不再降低為止，然后經(jīng)離心水洗，得到TEMPO催化氧化纖維素；六、將經(jīng)步驟五得到的TEMPO催化氧化纖維素加入到pH值為4～5的亞氯酸鈉溶液中，攪拌1.5h～2.5h，得到亞氯酸鈉氧化纖維素；七、將經(jīng)步驟六得到的亞氯酸鈉氧化纖維素加入到水中，磁力攪拌1天～10天，干燥，即得到均勻化精細(xì)納米纖維素纖維；步驟三中的堿溶液為氫氧化鉀溶液、氫氧化鈉溶液或者氫氧化鋰溶液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的均勻化精細(xì)納米纖維素纖維的制備方法，其特征在于步驟一 中的生物質(zhì)纖維是顆粒大小為50 70目的木粉，50 70目的竹粉，50 70目的農(nóng)作物 秸稈纖維，50 70目的麻纖維，50 70目的棉纖維，50 70目的紙漿纖維或50 70目 的微晶纖維素纖維。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的均勻化精細(xì)納米纖維素纖維的制備方法，其特征在于 步驟七中所述的干燥為冷凍干燥、超臨界干燥或者臨界點(diǎn)干燥；步驟七中所述的干燥方法 為冷凍干燥、超臨界干燥或者臨界點(diǎn)干燥；其中冷凍干燥的步驟是將納米纖維懸濁液置 于-5°C -20°C的條件下冷凍處理20tT24h后，將其放置于冷凍干燥機(jī)中進(jìn)行冷凍干燥處 理，冷凍干燥機(jī)的冷阱溫度為_55°C _60°C、真空度為15ΡεΓ Ρει，冷凍時(shí)間為20tT24h。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的均勻化精細(xì)納米纖維素纖維的制備方法，其特征在于步驟一 中的苯醇溶液是按體積份數(shù)比由1份的乙醇和2份的苯配制的，或者按體積份數(shù)比由1份 的乙醇和2份的甲苯配制的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或4所述的均勻化精細(xì)納米纖維素纖維的制備方法，其特征在于 步驟一中按質(zhì)量比為1 :55 95稱取生物質(zhì)纖維和苯醇溶液，并將生物質(zhì)纖維加入到苯醇 溶液中，在溫度為86°C 94°C的條件下抽提5. 5h 6. 5h。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的均勻化精細(xì)納米纖維素纖維的制備方法，其特征在于步驟 二中配制濃度為1. 1% 1. 8% (質(zhì)量)的亞氯酸鈉溶液，并用冰醋酸調(diào)節(jié)其pH值為4. 2 4. 8，然后將經(jīng)步驟一處理的生物質(zhì)纖維加入到亞氯酸鈉溶液中保持4. 3h 5. 8h，期間每 隔0. 95 1. 05h向亞氯酸鈉溶液中補(bǔ)加亞氯酸鈉和冰醋酸，以保持亞氯酸鈉溶液中亞氯酸納的濃度為1. 1% 1. 8% (質(zhì)量)、PH值為4. 2 4. 8。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2、4或6所述的均勻化精細(xì)納米纖維素纖維的制備方法，其特征在 于步驟三中將經(jīng)步驟二處理的生物質(zhì)纖維加入到濃度為1. 2% 2. 8% (質(zhì)量)的堿溶液中， 混合均勻，在溫度為85°C 96°C條件下保持1. 6h 2. 4h ；然后再將生物質(zhì)纖維加入到質(zhì) 量濃度為4. 3% 5. 7%的堿溶液中，混合均勻，在溫度為85°C 96°C條件下保持1. 6h 2. 4h，得到純化纖維素。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的均勻化精細(xì)納米纖維素纖維的制備方法，其特征在于步驟七 將經(jīng)步驟六得到的亞氯酸鈉氧化纖維素加入到水中，磁力攪拌2天 8天。
9.均勻化精細(xì)納米纖維素纖維的制備方法，其特征在于均勻化精細(xì)納米纖維素纖維的 制備方法按照以下步驟進(jìn)行一、按生物質(zhì)纖維和苯醇溶液的質(zhì)量比為1 :50 100稱取生 物質(zhì)纖維和苯醇溶液，并將生物質(zhì)纖維加入到苯醇溶液中，在溫度為85°C 95°C的條件下 抽提5h 7h ；二、配制濃度為1% 2% (質(zhì)量)的亞氯酸鈉溶液，并用冰醋酸調(diào)節(jié)其pH值為 4 5，然后將經(jīng)步驟一處理的生物質(zhì)纖維加入到亞氯酸鈉溶液中保持4h 6h，期間每隔 0. 9 1. Ih向亞氯酸鈉溶液中補(bǔ)加亞氯酸鈉和冰醋酸，以保持亞氯酸鈉溶液中亞氯酸納的 濃度為1°/Γ2%(質(zhì)量)、pH值為4 5 ；三、將經(jīng)步驟二處理的生物質(zhì)纖維加入到濃度為1% 3%(質(zhì)量)的堿溶液中，混合均勻，在溫度為80°C 100°C條件下保持1. 5h 2. 5h ；然后再將 生物質(zhì)纖維加入到質(zhì)量濃度為4% 6%的堿溶液中，混合均勻，在溫度為80°C 100°C條件 下保持1. 5h 2. 5h，得到純化纖維素；四、按Ig經(jīng)步驟三得到的純化纖維素加入0. Olg 0. 02gTEMP0、0. Ig 0. 2g溴化鈉、98mL 102mL蒸餾水和2g IOg次氯酸鈉的比例，稱取 經(jīng)步驟三得到的純化纖維素、TEMPO、溴化鈉、蒸餾水和次氯酸鈉，先將稱取的TEMPO、溴化鈉 和蒸餾水配制成溶液，然后將純化纖維素加入到溶液中，攪拌均勻后，再將稱取的次氯酸鈉 加入到溶液中，攪拌均勻，得到纖維素懸濁液；五、在攪拌條件下，向經(jīng)步驟四得到的纖維素 懸濁液中滴加氫氧化鈉溶液，使纖維素懸濁液的PH值保持在9. 5 10. 5并不再降低為止， 然后經(jīng)離心水洗，得到TEMPO催化氧化纖維素；六、將經(jīng)步驟五得到的TEMPO催化氧化纖維 素加入到pH值為4 5的亞氯酸鈉溶液中，攪拌1. 5h 2. 5h，得到亞氯酸鈉氧化纖維素； 七、將經(jīng)步驟六得到的亞氯酸鈉氧化纖維素加入到水中，然后放在超聲波細(xì)胞粉碎機(jī)中，在 功率為800W 1200W，頻率為18 21KHz的條件下處理5min 30min，干燥，得到均勻化精 細(xì)納米纖維素纖維；步驟三中的堿溶液為氫氧化鉀溶液、氫氧化鈉溶液或者氫氧化鋰溶液。
10.均勻化精細(xì)納米纖維素纖維的制備方法，其特征在于均勻化精細(xì)納米纖維素纖維 的制備方法按照以下步驟進(jìn)行一、按生物質(zhì)纖維和苯醇溶液的質(zhì)量比為ι :50 100稱 取生物質(zhì)纖維和苯醇溶液，并將生物質(zhì)纖維加入到苯醇溶液中，在溫度為85°C 95°C的條 件下抽提5h 7h ；二、配制濃度為1% 2% (質(zhì)量)的亞氯酸鈉溶液，并用冰醋酸調(diào)節(jié)其pH 值為4 5，然后將經(jīng)步驟一處理的生物質(zhì)纖維加入到亞氯酸鈉溶液中保持4h 6h，期間 每隔0. 9 1. Ih向亞氯酸鈉溶液中補(bǔ)加亞氯酸鈉和冰醋酸，以保持亞氯酸鈉溶液中亞氯酸 納的濃度為1°/Γ2% (質(zhì)量)、ρΗ值為4 5 ；三、將經(jīng)步驟二處理的生物質(zhì)纖維加入到濃度為 1% 3% (質(zhì)量)的堿溶液中，混合均勻，在溫度為80°C 100°C條件下保持1. 5h 2. 5h ； 然后再將生物質(zhì)纖維加入到質(zhì)量濃度為4% 6%的堿溶液中，混合均勻，在溫度為80°C 100°C條件下保持1. 5h 2. 5h，得到純化纖維素；四、按Ig經(jīng)步驟三得到的純化纖維素加 Λ 0. Olg 0. 02gTEMP0、0. Ig 0. 2g溴化鈉、98mL 102mL蒸餾水和2g IOg次氯酸鈉的比例，稱取經(jīng)步驟三得到的純化纖維素、TEMPO、溴化鈉、蒸餾水和次氯酸鈉，先將稱取的 TEMPO、溴化鈉和蒸餾水配制成溶液，然后將純化纖維素加入到溶液中，攪拌均勻后，再將稱 取的次氯酸鈉加入到溶液中，攪拌均勻，得到纖維素懸濁液；五、在攪拌條件下，向經(jīng)步驟四得到的纖維素懸濁液中滴加氫氧化鈉溶液，使纖維素懸濁液的PH值保持在9. 5 10. 5并 不再降低為止，然后經(jīng)離心水洗，得到TEMPO催化氧化纖維素；六、將經(jīng)步驟五得到的TEMPO 催化氧化纖維素加入到PH值為4 5的亞氯酸鈉溶液中，攪拌1. 5h 2. 5h，得到亞氯酸鈉 氧化纖維素；七、將經(jīng)步驟六得到的氧化纖維素加入到水中，然后放在高壓勻質(zhì)機(jī)中，在壓 強(qiáng)為380bar 420bar的條件下處理為5min 30min，干燥，即得到均勻化精細(xì)納米纖維素纖 維；步驟三中的堿溶液為氫氧化鉀溶液、氫氧化鈉溶液或者氫氧化鋰溶液。
全文摘要
均勻化精細(xì)納米纖維素纖維的制備方法,它涉及納米纖維素纖維的制備方法。本發(fā)明解決了現(xiàn)有的強(qiáng)酸水解法和高強(qiáng)度機(jī)械剪切法制備的生物質(zhì)納米纖維素直徑分布不均勻、納米纖維間易發(fā)生聚集，TEMPO催化氧化法適用范圍窄的問題。方法一、將生物質(zhì)纖維經(jīng)苯醇溶液抽提；二、用酸化亞氯酸鈉處理；三、堿液梯度處理；四、用TEMPO、溴化鈉和次氯酸鈉催化氧化處理；五、用亞氯酸鈉處理六、用長(zhǎng)時(shí)間攪拌、超聲或高壓勻質(zhì)方法進(jìn)行納米尺度加工，干燥后即得均勻化精細(xì)納米纖維素纖維。纖維的直徑分布均勻，直徑為3～5nm，長(zhǎng)徑比≥500，纖維相互交織成網(wǎng)狀纏結(jié)結(jié)構(gòu)，方法適于用木漿、造紙漿料、木材、竹材、農(nóng)作物秸稈制備納米纖維素纖維。
文檔編號(hào)D01F2/02GK101851295SQ20101021389
公開日2010年10月6日 申請(qǐng)日期2010年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月30日
發(fā)明者于海鵬, 劉一星, 張明鑫, 海云飛, 陳文帥, 陳鵬 申請(qǐng)人:東北林業(yè)大學(xué)