Зеленый и Недорогое Производство термостойких и карбоксилированная Целлюлоза нанокристаллов и нанофибрилл Использование пригодных для вторичной переработки дикарбоновых кислот

Общей целью данной процедуры является демонстрация комплексного производства карбоксилированных, термически стабильных нанокристаллов целлюлозы с нанофибриллами целлюлозы из целлюлозного сырья с использованием твердых дикарбоновых кислот с легким восстановлением кислот. Этот метод призван помочь нам ответить на вопрос, как производить из наноматериалов. Основные преимущества этого метода заключаются в том, что материалы также очень стабильны, карбоксилированы, а кислоты, которые мы используем, могут быть легко переработаны, что позволяет достичь равномерной стабильности.

Чтобы начать процедуру, поместите 40 мл деионизированной воды и магнитную мешалку в колбу с круглым дном с тремя горлышками. Нагрейте воду до 85 градусов Цельсия с помощью жидкой глицериновой ванны. Затем добавьте в колбу 60 г безводной малеиновой кислоты и перемешайте до полного растворения, чтобы получить 60 весовых процентов раствора молеиновой кислоты.

Нагревайте раствор до 100 градусов Цельсия, помешивая. Затем добавьте 10 г высушенной, отбеленной эвкалиптовой мякоти и перемешивайте смесь в течение часа, чтобы гидролизовать мякоть. Во время гидролиза готовят вакуумную фильтрационную колбу и воронку Бюхнера с фильтровальной бумагой.

Затем добавьте 160 мл воды 80 градусов Цельсия DI в реакционную колбу, чтобы завершить гидролиз. По прошествии часа возьмите аликвоту 2 мл кислотного гидролизата для анализа концентрации. Немедленно соберите твердые частицы с помощью вакуумной фильтрации.

Промойте твердые частицы деионизионной водой и сохраните фильтрат для восстановления кислоты. Переложите промытые твердые вещества в бутылку для центрифуги и добавьте деионизионную воду до получения смеси примерно 1% по весу. Центрифугируйте смесь мякоти при температуре 11, 960G в течение 10 минут, а затем выбросьте надосадочную жидкость.

Продолжайте промывать твердые вещества путем центифугирования до тех пор, пока надосадочная жидкость не станет мутной. Ресуспендируйте твердые частицы в мутной надосадочной жидкости. Диализуйте смесь против деионизионной воды до тех пор, пока проводимость смеси пульпы не станет близкой к проводимости деионизированной воды.

Затем центрифугируйте диализованный образец при 3 500 G в течение 10 минут. Сцедите надосадочную жидкость, чтобы отделить водную дисперсию ЧПУ от волокнистого целлюлозного твердого остатка. Затем приготовьте суспензию клетчатки 0,5% по весу в воде DI с использованием волокнистого целлюлозного твердого остатка.

Пропустите суспензию через камеру гомогенизатора 200 микрометров при 100 миллипаскаль три раза, а затем через камеру 87 микрометров при 100 миллипаскаль два раза для получения CNF методом механической фибрилляции. Чтобы определить распределение наноматериалов по длине и диаметру, сначала обрабатывайте ультразвуком суспензию ЧПУ или УНФ в 0,01 весового процента в течение двух минут. Нанесите каплю суспензии на подложку из слюды AFM и дайте образцу высохнуть на воздухе.

Получение изображений АСМ в режиме вибрационного постукивания. После того, как изображения содержат не менее 100 отдельных ЧПУ или ЧПУ, обработайте изображения с помощью аналитического программного обеспечения для получения распределений по размерам. Затем соедините суспензию, содержащую 50 мг наноматериалов целлюлозы, со 120 мл одного миллимолярного хлорида натрия.

Проведите кондуктометическое титрование порциями 0,2 мл 10 миллимоляров гидроксида натрия с интервалом в 30 секунд и определите точку перегиба. Рассчитайте содержание группы карбоновой кислоты в образце. Продувка инструментальной печи азотом высокой чистоты со скоростью 20 мл в минуту.

Затем высушите образцы CNC и CNF при температуре 50 градусов Цельсия в течение четырех часов, чтобы подготовиться к термогравиметрическому анализу. Загрузите в прибор 5 мг образца наноматериала сухой целлюлозы. Нагрейте печь с комнатной температуры до 600 градусов Цельсия со скоростью 10 градусов Цельсия в минуту и оцените разложение образца с помощью программного обеспечения прибора.

Проверьте термическую стабильность образцов с ЧПУ и ЧПУ при температуре 105 градусов Цельсия в течение четырех и 24 часов. Используйте широкоугольную рентгеновскую дефракцию и ИК-Фурье-спектрофотометрию для дальнейшей характеристики образцов наноматериала целлюлозы. С помощью этой технологии ЧПУ и ЧПУ были получены из беленой эвкалиптовой целлюлозы и небеленой смешанной крафт-целлюлозы лиственных пород.

Гидролиз дикарбоновыми кислотами, такими как молеиновая кислота, уменьшает длину волокна без существенного влияния на диаметр волокна. Выход ЧПУ был сравнительно низким при использовании молеиновой кислоты. ХНК были получены путем механической фибрилляции волокнистого целлюлозного твердого остатка от гидролиза и, соответственно, были длиннее и тоньше ЧПУ.

При попытке проведения этой процедуры важно помнить об использовании диализа для разделения ЦНК. После своего развития эта технология проложит путь ученым в области материаловедения, медицины и электронной промышленности к разработке частей тела и использованию этого материала. После просмотра этого видео у вас должно сложиться хорошее понимание того, как производить аналогичные стабильные наноматериалы из карбоксилированной целлюлозы с использованием дикарбоновых кислот.

Не забывайте и всегда помните, что работа с концентрированной кислотой может быть крайне опасной, поэтому при выполнении этой процедуры необходимо соблюдать меры предосторожности.