纳米纤维素 酶解法

纳米纤维素的制备一、本文概述随着科技的不断进步和纳米技术的迅猛发展，纳米纤维素作为一种新兴的纳米材料，已引起广大科研工作者和产业界的极大关注。

纳米纤维素，顾名思义，是指纤维素的纳米尺度形态，其独特的物理和化学性质使得它在多个领域具有广泛的应用前景。

本文旨在全面介绍纳米纤维素的制备方法，包括其基本原理、技术流程、影响因素以及优缺点等方面，以期能为相关领域的研究者和从业者提供有益的参考和指导。

文章将首先概述纳米纤维素的基本性质和应用领域，阐述其作为一种高性能纳米材料的重要性和研究价值。

随后，将详细介绍纳米纤维素的制备技术，包括化学法、物理法、生物法等多种方法，并分析各种方法的优缺点及适用范围。

在此基础上，文章还将探讨影响纳米纤维素制备的关键因素，如原料来源、处理条件、反应机理等，并对制备过程中可能出现的问题和解决方案进行讨论。

本文将对纳米纤维素制备技术的未来发展趋势进行展望，分析其在不同领域的应用前景和潜在的市场价值，以期推动纳米纤维素制备技术的进一步发展，为相关产业的可持续发展做出贡献。

二、纳米纤维素的制备原理纳米纤维素的制备主要基于纤维素的结构特性和化学反应原理。

纤维素作为一种天然高分子多糖，由β-1,4-糖苷键连接的葡萄糖分子链组成，这些链在植物细胞壁中以微纤维的形式存在。

纳米纤维素的制备过程就是将这些微纤维进一步分解、细化，直至达到纳米级别。

制备纳米纤维素的主要原理包括物理法、化学法和生物酶解法。

物理法主要利用机械力、高压均质化等手段，通过破坏纤维素纤维的结晶结构，将其细化到纳米级别。

化学法则通过引入化学试剂，如酸、碱或有机溶剂，来改变纤维素的化学性质，使其更易于分解。

生物酶解法则是利用特定的酶类，如纤维素酶，来催化纤维素的降解过程，生成纳米纤维素。

在这些方法中，生物酶解法因其环保、高效且能保持纤维素原有性质的特点，越来越受到研究者的关注。

通过选择适当的酶类和控制反应条件，可以实现对纤维素的高效降解，生成具有优良性能的纳米纤维素。

酶解法与TEMPO氧化法制备纳米纤维素膜的比较研究贾梦雨;陈小泉;童欣【摘要】以桉木浆为原料,采用复合酶酶解法制备纳米纤维素(NCC),通过改变酶解浓度和反应时间得到球状纳米纤维素(NCC-H)和棒状纳米纤维素(NCC-L),另采用TEMPO(2,2,6,6-四甲基哌啶氧化物)氧化法制备纳米纤维素纤维(NCF),并制备了相应的三种纳米纤维素薄膜.分析了纳米纤维素的微观形貌、FT-IR和XRD图谱及其膜的热学和力学性能.通过研究比较发现:酶解法制备的棒状NCC-L的结晶度在三者中最高,且酶解法制备的两种NCC膜的初始热降解温度和最高降解速率温度均明显高于NCF膜,而NCF膜的拉伸强度最大.三种膜性能上的差异可能与它们膜结构与纳米粒子结合紧密度有关.不同形貌的纳米纤维素具有不同的性质,在实际中将有不同的应用前景.【期刊名称】《纤维素科学与技术》【年(卷),期】2018(026)003【总页数】7页(P45-51)【关键词】酶解法;复合酶;TEMPO氧化;纳米纤维素;纳米纤维素膜【作者】贾梦雨;陈小泉;童欣【作者单位】华南理工大学制浆造纸国家重点实验室,广东广州510640;华南理工大学制浆造纸国家重点实验室,广东广州510640;华南理工大学制浆造纸国家重点实验室,广东广州510640【正文语种】中文【中图分类】TS72纤维素是世界上储量最大的天然高分子，各国研究者正积极关注和探索如何在化工、造纸、食品、纺织等领域中对它进行高效和高值化利用[1-2]。

纳米纤维素由于高的拉伸强度、良好的生物相容性、高比表面积和低热膨胀系数等特点而得到研究人员的青睐[3]；纳米纤维素形成的膜因其高强度、高透明性、易降解等优点，在复合材料增强、柔性屏幕基底、新型包装材料和新型传感器材料等方面具有很高的应用潜力[4-5]。

TEMPO氧化结合高压均质是目前较成熟的一种制备纳米纤维素的方法；酶水解法与之相比，反应条件温和，能耗较低且没有污染，作为一种绿色环保的纳米纤维素制备方法也受到研究者们越来越多的关注。

纤维素纳米晶体的制备及其应用纤维素纳米晶体是一种高度结晶度的纤维素微晶，它在形态和化学性质上都与传统的纤维素不同。

纤维素纳米晶体以其特殊的性质，成为广泛应用于材料科学、化学和生物学等领域中的新型材料。

本文将介绍纤维素纳米晶体的制备及应用。

一、纤维素纳米晶体的制备纤维素纳米晶体的制备主要分为两个步骤：纤维素的水解和纳米晶体的制备。

其中，纤维素的水解包括预处理和水解两个步骤。

在预处理步骤中，纤维素通常与有机溶剂或表面活性剂进行混合，以改善纤维素的可溶性。

此外，还可以通过酸处理、氧化和酶解等方式改变纤维素的结构。

而纤维素的水解则是将纤维素微晶化为纳米晶体的过程。

通常采用的是酸水解法或酵素水解法。

酸水解法中，通常采用硫酸和盐酸作为水解剂，将纤维素水解为纳米晶体。

酵素水解法则是通过利用纤维素水解酶将纤维素水解为纳米晶体。

二、纤维素纳米晶体的应用纤维素纳米晶体是一种新型材料，具有广泛的应用前景。

纤维素纳米晶体的应用主要分为三个方面。

1. 材料科学领域纤维素纳米晶体具有高度结晶度和机械温度稳定性等优异性质，可以应用于新型复合材料、薄膜材料和晶体材料等领域。

具体来说，纤维素纳米晶体可以用于制备生物基材料、高强度的超纤维料、模板和纳米复合体等材料。

此外，纳米晶体还能应用于制备光学或电子器件等。

2. 化学领域纤维素纳米晶体有着良好的化学稳定性，并且具有很高的表面活性。

利用这些优势，纤维素纳米晶体可以应用于稳定乳液和乳化剂的制造，还可以用于制备高度效率的电解质、金属纳米粒子催化剂等化学领域中的新型材料。

3. 生物学领域纤维素纳米晶体具有天然来源和良好的生物相容性，因此在生物学领域中具有很高的应用潜力。

纤维素纳米晶体可以用于制备生物传感器、药物传递系统、细胞培养基和药物载体等生物学材料。

此外，纤维素纳米晶体还能与DNA和RNA等生物分子有良好的互作用，并且由于粒子的相互作用，所以可以形成高度结晶的纳米物质，具备良好的生物学性质和稳定性。

酶法制备纳米纤维素的研究引言纤维素是一种普遍存在于植物、细菌和真菌细胞壁中的生物大分子。

其分子结构由β-葡聚糖链组成，对生命系统具有极其重要的作用。

近年来，纳米纤维素作为一种新兴的材料，引起了人们的广泛关注。

酶法制备纳米纤维素是一种绿色和环保的方法，该方法不仅能够有效的利用生物质资源，而且还能够实现纳米纤维素的高效制备，具有极高的研究价值。

一、纳米纤维素的基本特性纳米纤维素是指直径在1-100 nm之间的纤维素纳米颗粒。

与传统的纤维素相比，其颗粒尺寸更小，形态更细长。

纳米纤维素具有如下的特性：①极小的颗粒尺寸。

纳米纤维素的颗粒尺寸通常在1-100 nm之间，其比表面积很大，能够提高其活性和受体性。

②高比表面积。

由于其颗粒尺寸的特殊性质，纳米纤维素的比表面积很高，在化学反应中具有较强的催化效果。

③优越的力学性能。

纳米纤维素具有优越的力学性能，其纤维化度高、强度高、刚度大、耐腐蚀性能强。

④生物可降解性。

由于其来源于天然植物纤维素，纳米纤维素具有生物可降解的特性，在使用和处理过程中不会产生环境污染问题。

二、酶法制备纳米纤维素的原理及流程酶法制备纳米纤维素是一种利用化学和生物学方法联合制备纳米纤维素的方法。

生物法主要利用生物渗透、细胞壁分离和加氧酶的作用，使原材料植物分子发生酶解，大分子纤维素被分解成为短链纤维素或微纤维素；化学法则主要采用碱浸法和黄原酸等化学剂将短链纤维素进行纤维化，制备纳米纤维素。

其具体流程如下图所示：三、酶法制备纳米纤维素的优点酶法制备纳米纤维素相对于其他方法具有以下优点：①利用生物质资源充分，绿色环保。

酶法制备纳米纤维素过程中无需添加任何有害化学剂，减轻了环境污染。

②纳米纤维素的颗粒尺寸小，活性高，具有良好的生物完整性。

③制备工艺简单且操作方便。

④制备的纳米纤维素性能良好，可以广泛应用于生物医学及其他领域。

四、酶法制备纳米纤维素的应用前景目前，纳米纤维素已经广泛应用于生物医学、食品工业、纳米复合材料等领域。

ncc 纳米纤维素-回复什么是NCC纳米纤维素NCC纳米纤维素（Nanocrystalline Cellulose）是一种由木质素纤维中提取得到的纳米纤维素材料。

NCC纳米纤维素的尺寸通常在10-100纳米之间，具有高比表面积、高强度、优异的热稳定性和生物可降解性等特性。

由于其出色的性能，NCC纳米纤维素在诸多领域，如材料科学、纳米技术和生物医学等方面具有广泛的应用前景。

NCC纳米纤维素的制备过程制备NCC纳米纤维素的过程通常分为三个主要步骤：预处理、酶解和纯化。

首先，预处理过程主要涉及从木质素纤维中提取纤维素的步骤。

这个过程通常包括碎解木质素纤维的结构，并去除其中的非纤维素杂质。

预处理步骤的目的在于提高后续酶解过程的效率。

其次，酶解过程是将预处理后的木质素纤维暴露在纤维素酶中，以将其分解为纤维素纤维。

这个过程通常需要一定的温度和时间来实现最佳的酶解效果。

在酶解过程中，纤维素酶能够降解纤维素的结晶区，从而分离出纤维素束。

最后，纯化过程的目的是去除酶剂、杂质和未完成酶解的物质。

这个过程通常通过离心和过滤等方法来实现。

纯化后的产物就是NCC纳米纤维素。

NCC纳米纤维素的应用领域NCC纳米纤维素在材料科学、纳米技术和生物医学等领域具有广泛的应用前景。

首先，在材料科学领域，NCC纳米纤维素可以用于制备高性能纤维素材料。

由于其优异的强度和热稳定性，它可以被用作增强剂，改善材料的机械性能，如弯曲强度和混凝土的韧性。

此外，NCC纳米纤维素还可以用于制备透明薄膜、涂料和纸张，改善这些材料的光学和机械性能。

其次，在纳米技术领域，NCC纳米纤维素具有广泛的应用潜力。

由于其纳米级别的尺寸和高比表面积，NCC纳米纤维素可以用作纳米传感器、纳米电极和纳米催化剂的基础材料。

它还可以与其他纳米材料结合，制备出新型的纳米复合材料。

最后，在生物医学领域，NCC纳米纤维素具有良好的生物相容性和生物降解性质。

它可以用作药物递送系统的载体，用于治疗癌症和其他疾病。

纤维素纳米结构材料的制备和应用随着人们对环保和可持续发展的关注度越来越高，自然来源的材料成为了人们追求的方向。

其中，纤维素这种广泛存在于植物细胞壁中的高分子材料，由于其生物可降解性和资源可持续性，成为研究的热点。

而由纤维素制成的纳米结构材料，有望应用于各种领域，为人类生活带来更多的优势。

一、纤维素纳米结构材料制备的方法1. 化学方法化学方法是纤维素纳米结构材料制备的传统方法。

主要有酸解法、氧化法、漂白法等。

其中，酸解法是最常见的一种方法。

通过将纤维素原料与强酸反应，可将宏观纤维素分解成纳米级别的纤维素。

这种方法操作简单，但存在副产物难以清除、对环境污染等问题。

2. 生物法生物法是一种绿色环保的制备方法。

利用微生物生产酶解纤维素，将其分解成纳米级别的纤维素。

此方法排放的废物易于处理，无污染，但操作比较复杂。

3. 机械法机械法是一种利用加工机械将纤维素原料分解成纳米级别的纤维素的方法。

主要有高压均质法、超声波法等。

这种方法可以避免化学法的污染问题，但所制备的纤维素纳米结构材料粘度较大，不易于使用。

4. 生物-机械复合法生物-机械复合法是一种将生物法和机械法相结合的方法。

在其中，先用微生物酵素处理纤维素原料，然后再采用机械方法将其分解成纳米级别的纤维素纳米结构材料。

这种方法不仅具有生物法的环保优势，还具有机械法制备时间短、操作简单的特点。

二、纤维素纳米结构材料的应用1. 生物医学领域纤维素纳米结构材料具有良好的生物相容性和生物可降解性，因此在生物医学领域具有广泛的应用前景。

可以用于制备医用纤维素膜、药物递送系统、伤口敷料、生物传感器等。

有研究表明，经过调整表面修饰的纤维素纳米结构材料，可用于抗生素分子的传递和储存。

2. 环保领域纤维素纳米结构材料是由可再生资源制备而成，具有生物可降解性和资源可持续性。

因此，可以用于制备绿色环保材料，如生物降解塑料、纸张等。

研究表明，利用纤维素纳米结构材料制备的生物降解塑料可以在自然环境下完全降解，而不会对环境造成任何污染。

纳米纤维素植物原料一、植物种类纳米纤维素植物原料主要来源于植物纤维，包括木材、草本植物、农作物等。

常见的植物种类有：1.木材：如松木、桉木等，是提取纳米纤维素的重要来源。

2.草本植物：如芦苇、稻草、竹子等，含有丰富的纤维素，也是制备纳米纤维素的良好原料。

3.农作物：如棉花、亚麻等，同样含有大量的纤维素，可用于纳米纤维素的制备。

二、提取方法纳米纤维素的提取方法主要包括化学法和物理法。

在植物原料中，常用的提取方法是化学法中的酸水解和酶水解法。

酸水解法使用无机酸如硫酸、盐酸等，将植物原料中的纤维素水解成纳米尺寸的纤维。

酶水解法则是利用纤维素酶将植物原料中的纤维素水解成纳米尺寸的纤维。

三、原料处理在提取纳米纤维素之前，需要对植物原料进行预处理，包括破碎、干燥、筛分等步骤。

破碎是将植物原料破碎成一定大小的颗粒；干燥是去除植物原料中的水分；筛分则是将破碎后的颗粒进行分级，以便后续的提取和分离。

四、纤维素含量纳米纤维素植物原料的纤维素含量是衡量其质量的重要指标之一。

纤维素含量越高，说明该原料的品质越好，可以提取出更高质量的纳米纤维素。

不同的植物原料具有不同的纤维素含量，通过合理选择原料可以获取具有高纯度和高质量的纳米纤维素。

五、纳米尺寸纳米纤维素的尺寸在纳米级别，通常为几十至几百纳米。

纳米尺寸的大小会影响到纤维素的物理和化学性质，进而影响其在各个领域的应用效果。

制备出具有较小直径和均匀分布的纳米纤维素是制备过程中的重要目标。

六、表面性质纳米纤维素的表面性质对其应用有着重要的影响。

可以通过对表面进行改性或修饰，改善其亲水性、分散性等表面性质，以满足不同的应用需求。

改性后的纳米纤维素可以具有更广泛的应用领域和更优良的性能表现。

七、结晶度结晶度是指纳米纤维素中结晶区域所占的比例。

结晶度的高低会影响到纳米纤维素的物理和化学性质，如机械强度、热稳定性等。

结晶度较高的纳米纤维素通常具有更好的机械性能和稳定性，能够满足更高要求的应用场景。

第59卷 第6期吉林大学学报(理学版)V o l .59 N o .6 2021年11月J o u r n a l o f J i l i nU n i v e r s i t y (S c i e n c eE d i t i o n )N o v 2021d o i :10.13413/j .c n k i .jd x b l x b .2021017纳米纤维素载体的超声辅助酶解法制备及表征高骁隽,李 灿(延边大学附属医院肾病科,吉林延吉133000)摘要:以微晶纤维素(M C C )为原料,采用超声辅助酶解法制备纳米纤维素载体(N C C ),并通过扫描电子显微镜(S E M )㊁粒度分析㊁F o u r i e r 变换红外(F T -I R )光谱和热重分析(T G A )N C C 的形貌结构㊁热稳定性和粒度大小进行表征.结果表明:利用M C C 酶解法制备N C C 的直径为10.10~18.17n m ,长度为531.20~1106.00n m ,热性能更稳定.关键词:超声;酶解法;纳米纤维素;表征中图分类号:Q 819 文献标志码:A 文章编号:1671-5489(2021)06-1602-05P r e p a r a t i o na n dC h a r a c t e r i z a t i o no fN a n oC e l l u l o s eC a r r i e r b y U l t r a s o n i cA s s i s t e dE n z y m a t i cH y d r o l ys i s G A O X i a o ju n ,L IC a n (D e p a r t m e n t o f N e p h r o l o g y ,A f f i l i a t e dH o s p i t a l o f Y a n b i a nU n i v e r s i t y ,Y a n j i 133000,J i l i nP r o v i n c e ,C h i n a )收稿日期:2021-01-12.第一作者简介:高骁隽(1991 ),男,汉族,硕士研究生,从事生物医学的研究,E -m a i l :g x j2022@163.c o m.通信作者简介:李 灿(1965 ),男,朝鲜族,博士,教授,从事纳米技术与基因治疗的研究,E -m a i l :l i c a n @y b u .e d u .c n .基金项目:国家自然科学基金(批准号:81560125).A b s t r a c t :U s i n g m i c r o c r y s t a l l i n e c e l l u l o s e (M C C )a s r a w m a t e r i a l s ,n a n o c e l l u l o s e c a r r i e r (N C C )w a s p r e p a r e db y u l t r a s o n i c a s s i s t e d e n z y m a t i c h y d r o l y s i s .T h em o r p h o l o g y ,t h e r m a l s t a b i l i t y an d p a r t i c l e s i z eo f N C C w e r ec h a r a c t e r i z e d b y s c a n n i n g e l e c t r o n m i c r o s c o p y (S E M ),p a r t i c l es i z ea n a l y s i s ,F o u r i e r t r a n s f o r mi n f r a r e d (F T -I R )s p e c t r o s c o p y a n d t h e r m o g r a v i m e t r i c a n a l y s i s (T G A ).T h e r e s u l t s s h o wt h a tt h e d i a m e t e r o f N C C p r e p a r e d b y M C C e n z y m a t i c h y d r o l y s i sr a n g e sf r o m 10.10t o 18.17n m ,a n dt h el e n g t hr a n g e sf r o m 531.20t o1106.00n m ,i t st h e r m a l p e r f o r m a n c ei s m o r e s t a b l e .K e yw o r d s :u l t r a s o u n d ;e n z y m a t i c h y d r o l y s i s ;n a n o c r y s t a l l i n e c e l l u l o s e ;c h a r a c t e r i z a t i o n 纤维素是一种丰富的可再生资源[1],具有来源广泛㊁成本低等优点.微晶纤维素(M C C )是重要的纤维素类型,可用于医药等领域[2].但传统方法制得的M C C 粒径大,在溶液中分散不均匀,这些缺点限制了其应用.纳米载体的粒径较小,其宽度约为5~70n m ,长度为100n m 至几微米[3].通常,纳米载体具有比表面积大㊁强度高㊁粒径小㊁细胞毒性低㊁生物相容性好和可生物降解等特性,且不会引发免疫系统反应[4-5].近年来,纳米晶体纤维素(N C C )作为纳米载体受到人们广泛关注.多种官能团和生物活性分子可共价或非共价结合到N C C 表面;N C C 不能被肾脏清除,具有良好的体内稳定性[6],而巨噬细胞易将其从血流中转移到细胞中,从而增强N C C 的性能[7].因此,N C C 在生物医学等领域应用广泛,如生产屏障膜㊁抗菌膜㊁药物递送材料㊁组织工程和血管移植材料等[8-10].目前多采用物理和化学方法制备N C C ,如蒸汽爆炸处理[11]㊁高压均质化[12]和酸/碱水解[13]等.但传统的物理㊁化学制备方法有耗能大㊁易导致环境污染等缺点.酶催化具有无污染㊁效率高和能耗低等优点[14];超声波具有均质化和加热效应,还可增加酶与底物的接触面积,加速酶与底物之间的反应[15-16].因此,本文以M C C 为原料,采用超声辅助酶解法制备N C C ,并通过扫描电子显微镜(S E M )㊁粒度分析㊁F o u r i e r 变换红外光谱(F T -I R )和热重分析(T G A )对N C C 进行表征和性质分析.1 材料与方法1.1 试剂和仪器M C C 购自国药集团化学试剂有限公司;纤维素酶购自诺维信(中国)生物技术有限公司;所有实验均使用去离子水;其他化学品均为分析纯试剂.S -3700N 型扫描电子显微镜(上海日立高新技术集团);Z e t a s i z e rN a n oZ S 90型纳米粒度电位仪(英国马尔文仪器公司);I R P r e s t i g e -21型F o u r i e r 变换红外光谱(日本岛津公司);Q 500T G A /D S C 1型热重分析仪(美国T A 公司);S c i e n t z -I I D 型超声破碎仪(宁波新芝生物科技股份有限公司);T G L -16型离心机(长沙盈泰仪器有限公司).1.2 方 法1.2.1 制备N C C 取5个250m L 锥形瓶,先向每个锥形瓶中准确添加6g M C C 和200m L1m o l /L 的T r i s -H C l 缓冲溶液(p H=7.0),再添加终浓度分别为20,40,80,120,160U /g 的纤维素酶,其中U 定义为在50ħ㊁p H=4.8条件下,用纤维素酶水解滤纸1m i n 释放1μg 葡萄糖所需的酶量.在恒温振荡水浴锅中,于50ħ水解12h ,每隔2h 取样,沸水浴5m i n 终止酶反应.利用葡萄试剂盒法测定产生的葡萄糖量.将所得反应液在超声破碎仪中以300W 的恒定功率处理1h .用离心机将混合物以3000r /m i n 离心10m i n ,以去除大于1μm 的颗粒.将悬浮液以13000r /m i n 离心10m i n .用去离子水洗涤沉淀,沉淀物冻干保存.1.2.2 S E M 分析用扫描电子显微镜观察,样品进行喷金处理,设置探针电流为50p A ,灯丝电流为2.7A ,加速电压为10k V ,工作距离为10mm.1.2.3 粒度分析用纳米粒度电位仪分析样品的粒度分布.取1.5m L 超声后的悬浮液,沿比色皿壁缓慢加入,防止产生气泡,用聚苯乙烯测量池测量并进行分析,以确定样品粒度分布和平均粒度.1.2.4 F T -I R 分析将每个样品与溴化钾以质量比1ʒ100混匀后,在玛瑙研钵中研磨至约300目粉末,于压片机上制成透明薄片.用光谱仪在4000~500c m -1的波数范围内以4c m -1光谱分辨率收集样品的F T -I R 光谱,在室温下进行64次扫描.1.2.5 T G A 分析用热重分析仪测定样品的热稳定性.以40m L /m i n 的恒定氮气流量进行分析,确保质量变化归因于热降解.样品以20ħ/m i n 升温,在40~500ħ测量随温度升高样品的质量损失或放出的热量.2 结果与讨论2.1 利用纤维素酶水解M C C图1为纤维素酶浓度对葡萄糖产量的影响.由图1可见,用不同浓度纤维素酶水解M C C ,葡萄糖的释放量随时间延长而增加.在20,40,80,120U /g 纤维素酶浓度下,葡萄糖释放量增长较缓慢,而在160U /g 纤维素酶作用下,葡萄糖质量浓度增加较快,在12h 时达到最大值,为18.83g /L .通过纤维3061 第6期 高骁隽,等:纳米纤维素载体的超声辅助酶解法制备及表征素酶的催化作用,微晶纤维素被降解,释放出葡萄糖,同时微晶纤维素的大小及结构发生变化.图1 纤维素酶浓度对葡萄糖产量的影响F i g .1 E f f e c t o f c e l l u l a s e c o n c e n t r a t i o no n g l u c o s e y i e l d 2.2 S E M 结果样品M C C 和N C C 的S E M 照片如图2所示.由图2(A )可见,未经处理的M C C 呈长杆状,表面形态粗糙,长度为几十到几百微米.通常,M C C 由数百个单独的小纤维素晶体以氢键连接构成[17],M C C 表面粗糙,可被纤维素酶水解生成纳米纤维素晶体[18].由图2(B )可见,M C C 经超声辅助酶解处理后,长杆状的M C C 片段化,形成粒状的N C C .2.3 粒度分析结果样品M C C 和N C C 的粒度分析结果如图3所示.由图3可见,M C C 样品的长度为2.67~5.56μm ,平均长度为3.88μm.N C C 样品粒径和平均粒径显著降低,直径为10.10~18.17n m ,长度为531.20~1106.00n m.结果表明,经超声辅助酶解后,M C C 的粒径减少,形成了纳米级粒径的N C C [19].图2 样品M C C (A )和N C C (B )的S E M 照片F i g .2 S E Mi m a g e s o fM C Cs a m p l e (A )a n dN C Cs a m p l e (B )2.4 F T -I R 分析结果通过F T -I R 研究超声辅助酶水解M C C 生成N C C 的化学结构变化,结果如图4所示.由图4可见,3400~3100c m -1间的峰值强度与 O H 基团的拉伸振动有关[20].与M C C 相比,N C C 在该处的峰强度降低,表明N C C 分子间氢键被破坏.1621c m -1附近的特征峰与水分子有关,与M C C 相比,N C C 在该处的峰强度降低,表明N C C 吸收水分子的能力减弱[21].结果表明,M C C 分子内㊁分子间氢键被破坏,微晶纤维素被有效降解成N C C .图3 样品M C C 和N C C 的粒度分布F i g .3 P a r t i c l e s i z e d i s t r i b u t i o no fM C Ca n dN C Cs a m p l es 图4 样品M C C 和N C C 的F T -I R 光谱F i g .4 F T -I Rs p e c t r a o fM C Ca n dN C Cs a m pl e s 2.5 T G A 分析结果图5(A )和(B )分别为样品M C C 和N C C 的T G A 和微商热重(D T G )曲线.由图5可见,样品的热4061 吉林大学学报(理学版) 第59卷谱存在3个阶段.第一阶段在低温(<150ħ)范围内,由于水分或低分子量化合物的蒸发,因此样品M C C 和N C C 的质量减小,损失不超过总质量的3%.第二阶段对应纤维素降解过程,样品M C C 在320~400ħ内质量大幅度下降,发生最大质量下降时的温度为370ħ;样品N C C 分解起始温度为170ħ,最大分解速率的温度为380ħ,在410ħ分解完成.与M C C 相比,N C C 的热稳定性降低[22],这是因为超声辅助的纤维素酶水解使N C C 的分子量降低,比表面积增加,暴露出更多的活性基团,导致热稳定性降低[23].与硫酸水解法[24]相比,本文获得的N C C 样品具有更好的热稳定性.在第三阶段,焦化残渣氧化和分解,形成低分子量的气态产物.样品M C C 和N C C 的残炭量分别为8.67%和28.16%.图5 样品M C C 和N C C 的T G A 曲线(A )和D T G 曲线(B )F i g .5 TG Ac u r v e s (A )a n dD T Gc u r v e s (B )o fM C Ca n dN C Cs a m p l e s 综上所述,本文以M C C 为原料,采用超声辅助酶解法制备了纳米纤维素载体(N C C ),远小于M C C 的颗粒尺寸,其直径为10.10~18.17n m ,长度为531.20~1106.00n m.与M C C 相比,N C C 中纤维素结构变化主要为氢键减少.超声辅助酶解法制备N C C 的过程具有绿色㊁温和㊁高效等优点,且制备N C C 的稳定性较好,因此该方法在生物医学等领域应用前景广阔.参考文献[1] 季衍卿,杨发福,郑林禄,等.杯[6]冠醚接枝纤维素螯合树脂的合成及其吸附性能[J ].合成化学,2005,13(2):166-168.(J IY Q ,Y A N GFF ,Z H E N G L L ,e t a l .S y n t h e s e sa n d A d s o r p t i o nP r o pe r t i e so fC a l i x [6]-c r o w n -g -C e l l u l o s eC h e l a t i n g R e s i n s [J ].C h i n e s e J o u r n a l of S y n t h e t i cC h e m i s t r y ,2005,13(2):166-168.)[2] 陈淑花,于驰,赵启成,等.氧化微晶纤维素-壳聚糖接枝物的制备及表征[J ].功能材料,2020,51(11):11128-11133.(C H E N S H ,Y U C ,Z HA O Q C ,e t a l .P r e pa r a t i o n a n d C h a r a c t e r i z a t i o n o f O x i d i z e d M i c r o c r y s t a l l i n eC e l l u l o s ea n d C h i t o s a n G r a f tC o p o l ym [J ].J o u r n a lo fF u n c t i o n a l M a t e r i a l s ,2020,51(11):11128-11133.)[3] 郭旭霞,郭娟,卢芸,等.纤维素纳米晶体尺寸控制及其检测技术研究进展[J ].木材工业,2015,29(4):22-25.(G U O X X ,G U O J ,L U Y ,e ta l .C o n t r o la n d D e t e c t i o n o f C e l l u l o s e N a n o c r y s t a l s (C N C )S i z e D i s t r i b u t i o n [J ].C h i n aW o o d I n d u s t r y ,2015,29(4):22-25.)[4] N E T O W PF ,S I L V ÉR I O H A ,D A N T A SN O ,e t a l .E x t r a c t i o n a n dC h a r a c t e r i z a t i o n o f C e l l u l o s eN a n o c r ys t a l s f r o m A g r o -I n d u s t r i a lR e s i d u e :S o y H u l l s [J ].I n dC r o p sP r o d ,2012,42:480-488.[5] S AM I R M A S A ,A L L O I N F ,D U F R E S N E A.R e v i e w o fR e c e n tR e s e a r c hi n t oC e l l u l o s i c W h i s k e r s ,T h e i rP r o p e r t i e s a n dT h e i rA p p l i c a t i o n i nN a n o c o m p o s i t eF i e l d [J ].B i o m a c r o m o l e c u l e s ,2005,6(2):612-626.[6] 刘文迎,张静,郭亮亮,等.纳米纤维素的制备及在生物医药领域应用研究进展[J ].化工新型材料,2019,47(6):13-17.(L I U W Y ,Z HA N G J ,G U O L L ,e ta l .R e s e a r c ho n P r e p a r a t i o no f N a n o c e l l u l o s ea n dI t s A p pl i c a t i o n i nB i o m e d i c i n e [J ].N e wC h e m i c a lM a t e r i a l s ,2019,47(6):13-17.)[7] R OMA N M ,D O N GSP ,H I R A N IA ,e t a l .C e l l u l o s eN a n o c r y s t a l f o rD r u g D e l i v e r y [M ].H o b o k e n ,N J :J o h n W i l e y &S o n sL t d ,2010:81-91.[8] T A N G YJ ,Y A N G SJ ,Z HA N G N ,e ta l .P r e p a r a t i o na n d C h a r a c t e r i z a t i o no fN a n o c r y s t a l l i n eC e l l u l o s ev i a L o w -I n t e n s i t y U l t r a s o n i c -A s s i s t e dS u l f u r i cA c i dH y d r o l y s i s [J ].C e l l u l o s e ,2014,21(1):335-346.5061 第6期 高骁隽,等:纳米纤维素载体的超声辅助酶解法制备及表征6061吉林大学学报(理学版)第59卷[9] B O N D E S O N D,MA T H E W A,O K S MA NK.O p t i m i z a t i o n o f t h e I s o l a t i o n o fN a n o c r y s t a l s f r o m M i c r o c r y s t a l l i n eC e l l u l o s eb y A c i dH y d r o l y s i s[J].C e l l u l o s e,2006,13(2):171-180.[10] C A R L O SS,T I I N A N,C A R L O SRA,e t a l.N a n o c e l l u l o s eP r o p e r t i e s a n dA p p l i c a t i o n s i nC o l l o i d s a n d I n t e r f a c e s[J].C u r rO p i nC o l l o i d I n t e r f a c eS c i,2014,19(5):383-396.[11] B A IW,HO L B E R YJ,L IK C.A T e c h n i q u ef o rP r o d u c t i o no fN a n o c r y s t a l l i n eC e l l u l o s e w i t ha N a r r o w S i z eD i s t r i b u t i o n[J].C e l l u l o s e,2009,16:455-465.[12] D E E P AB,A B R A HAM E,C H E R I A NB M,e t a l.S t r u c t u r e,M o r p h o l o g y a n dT h e r m a l C h a r a c t e r i s t i c s o f B a n a n aN a n o f i b e r sO b t a i n e db y S t e a m E x p l o s i o n[J].B i o r e s o u rT e c h n o l,2011,102(2):1988-1997.[13] L I W,Y U E J Q,L I U S X.P r e p a r a t i o no f N a n o c r y s t a l l i n e C e l l u l o s ev i a U l t r a s o u n da n dI t s R e i n f o r c e m e n tC a p a b i l i t y f o rP o l y(v i n y l a l c o h o l)C o m p o s i t e s[J].U l t r a s o nS o n o c h e m,2012,19(3):479-485.[14] E S L A H IN,D A D A S H I A N F,N E J A D N H.O p t i m i z a t i o n o f E n z y m a t i c H y d r o l y s i s o f W o o l F i b e r sf o rN a n o p a r t i c l e sP r o d u c t i o nU s i n g R e s p o n s e S u r f a c eM e t h o d o l o g y[J].A d vP o w e rT e c h n o l,2013,24(1):416-426.[15] C H E N W S,Y U H P,L I U Y X.P r e p a r a t i o no f M i l l i m e t e r-L o n g C e l l u l o s eⅠN a n o f i b e r s w i t h D i a m e t e r so f30 80n mf r o m B a m b o oF i b e r s[J].C a r b o h y d rP o l y m,2011,86(2):453-461.[16] Z HA N GY,L U XB,G A OC,e t a l.P r e p a r a t i o n a n dC h a r a c t e r i z a t i o n o fN a n oC r y s t a l l i n eC e l l u l o s e f r o mB a m b o oF i b e r sb y C o n t r o l l e dC e l l u l a s eH y d r o l y s i s[J].JF i b e rB i o e n g I n f,2012,5(3):263-271.[17] L U P,H S I E H Y L.P r e p a r a t i o na n dP r o p e r t i e so fC e l l u l o s eN a n o c r y s t a l s:R o d s,S p h e r e s,a n d N e t w o r k[J].C a r b o h y d rP o l y m,2010,82(2):329-336.[18] S HA HA B I-G HA HA F A R R O K H I I,K HO D A I Y A NF,MO U S A V IM,e t a l.P r e p a r a t i o n a n dC h a r a c t e r i z a t i o no fN a n o c e l l u l o s e f r o mB e e r I n d u s t r i a l R e s i d u e sU s i n g A c i dH y d r o l y s i s/U l t r a s o u n d[J].F i b e r sP o l y m,2015,16(3): 529-536.[19]J I A N GZ H,B E R R Y R,B O U C HA R DJ,e t a l.A d h e s i o nw i t hN a n o c r y s t a l l i n eC e l l u l o s e:U S,U S20110293932A1[P].2016-03-29.[20] K A R G A R Z A D E H H,A HMA DI,A B D U L L A HI,e t a l.E f f e c t so fH y d r o l y s i sC o n d i t i o n so nt h e M o r p h o l o g y,C r y s t a l l i n i t y,a n dT h e r m a l S t a b i l i t y o fC e l l u l o s eN a n o c r y s t a l sE x t r a c t e df r o m K e n a fB a s tF i b e r s[J].C e l l u l o s e,2012,19(3):855-866.[21] Y A N G Q,P A N X J,HU A N G F,e ta l.S y n t h e s i sa n d C h a r a c t e r i z a t i o n o fC e l l u l o s e F i f i b e r s G r a f t e d w i t hH y p e r b r a n c h e dP o l y(3-m e t h y l-3-o x e t a n e m e t h a n o l)[J].C e l l u l o s e,2011,18:1611-1621.[22]郭生伟,侯倩,王鑫,等.光响应偶氮苯基长链小分子功能化聚乙烯醇的合成与性能[J].合成化学,2019,27(9):723-727.(G U O S W,HO U Q,WA N G X,e ta l.S y n t h e s i sa n d P r o p e r t i e s o f P h o t o-R e s p o n s i v eA z o b e n z e n e-C o n t a i n i n g L o n g-C h a i nS m a l lM o l e c u l e sa n dF u n c t i o n a lP o l y(v i n y l a l c o h o l)[J].C h i n e s eJ o u r n a l o fS y n t h e t i cC h e m i s t r y,2019,27(9):723-727.)[23] C U IS,Z HA N G S,G E S,e ta l.G r e e n P r e p a r a t i o na n d C h a r a c t e r i z a t i o no fS i z e-C o n t r o l l e d N a n o c r y s t a l l i n eC e l l u l o s e v i aU l t r a s o n i c-A s s i s t e dE n z y m a t i cH y d r o l y s i s[J].I n dC r o p sP r o d,2016,83:346-352.[24] L I U YF,WA N G HS,Y U G,e t a l.A N o v e l A p p r o a c h f o r t h e P r e p a r a t i o n o fN a n o c r y s t a l l i n eC e l l u l o s e b y U s i n gP h o s p h o t u n g s t i cA c i d[J].C a r b o h y d rP o l y m,2014,110:415-422.(责任编辑:单凝)(卷终)。

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。

酶解辅助高压均质制备纳米纤维素及其性质表征_向亚美76酶解辅助高压均质制备纳米纤维素及其性质表征向亚美，王文涛，董海洲，侯汉学，张锦丽(山东农业大学，山东泰安271018)收稿日期:2016－10－14作者简介:向亚美(1992－)，女，硕士研究生，研究方向:农产品加工及贮藏工程，E－mail:*****************。

通讯作者:张锦丽(1974－)，女，博士，副教授，研究方向:生物技术，E－mail:****************。

基金项目:国家科技支撑技术课题(2015BAD16B05－03);山东省重大应用技术创新项目。

摘要:本研究以微晶纤维素为原料，经过超微粉碎预处理后，通过酶解辅助高压均质的方法制备纳米纤维素，研究纳米纤维素的结构和理化性质，并通过扫描电镜、透射电镜、红外光谱、X－射线衍射和热失重分析对纳米纤维素进行表征。

结果表明，超微粉碎前处理能使微晶纤维素颗粒大小形状趋于均一化;所制备的纳米纤维素呈束状结构，颗粒直径为15～40nm;纳米纤维素在制备过程中纤维素结构未遭到破坏;纳米纤维素的结晶度为58.1%，仍属于纤维素Ⅰ型;纳米纤维素的起始热分解温度比微晶纤维素的分解温度低，当温度达到500℃时，纳米纤维素的热失重率为82.9%。

因此通过酶解辅助高压均质制备的纳米纤维素有望在可降解复合材料中得到应用。

关键词:纳米纤维素，微晶纤维素，酶解，高压均质Preparationandcharacterizationofcellulosenanocrystalsbyen zymatichydrolysiscombinedhigh－pressurehomogenizationXIANGYa－mei，WANGWen－tao，DONGHai－zhou，HOUHan－xue，ZHANGJin－li(CollegeofFoodScienceandEngineering，ShandongAgriculturalUniversity，Tai’an271018，China)Abstract:Inthisstudy，cellulosenanocrystalswerepreparedfrommicrocrystallinecellulose.Itusedenzymatichydrolysisandhigh－pressurehomogenizationtoprocesscellulosenanocrystalswhichw asfirstlypretreatedbyultrafinegrinding.Besides，thestructureandphysico－chemicalpropertiesofcellulosenanocrystalswasinvestigated.Theo btainedcellulosenanocrystalswerecharacterizedbyscanningelectronmicroscopy，transmissionelectronmicroscopy，Fouriertransforminfraredspectroscopy，X－raydiffraction，andthermogravimetricanalysis.Theresultsshowedthatultrafinegri ndingmadeitsparticlesandshapetendtouniformanddidnotchangethepropertyofthemicrocrystallin ecellulose.Thenanocrystalswererod－shaped，withadiameterrangingfrom15to40nm.Duringthepreparationofcellulosenan ocrystals，thecellulosestructurehadnotbeendestroyed.ThemolecularcellulosetypeIcrystallinestructureremainedintactw hilethecrystallinitywas58.1%.Theinitialdecompositiontemperatureofcellulosenanocrystalswaslowerthanmicrocryst allinecellulose.Thelostweightofcellulosenanocrystalswas82.9%whenthetemperaturereached500℃.Thecellulosenanoc rystalsthatpreparedfromenzymatichydrolysisandhigh－pressurehomogenizationhavepotentialapplicationinbiodegr adablecomposites.Keywords:cellulosenanocrystals;microcrystallinecellulose;en zymatichydrolysis;high－pressurehomogenization中图分类号:TS201.1文献标识码:A文章编号:1002－0306(2017)10－0076－06doi:10．13386/j．issn1002－0306．2017．10．007纳米纤维素是以富含纤维素的生物质材料为原料，通过去除半纤维素、木质素等非纤维成分，并采用机械的、化学的或生物的方法将其任一维尺寸缩减至100nm以内的纤维素材料［1］。

纳米纤维素合成方法及其在复合材料领域的应用论文关于《纳米纤维素合成方法及其在复合材料领域的应用论文》，是我们特意为大家整理的，希望对大家有所帮助。

摘要：纳米纤维素包含纳米纤维素晶体、纳米纤维素纤维和细菌纳米纤维素 3 种类型。

由于其具有高强度、大比表面积、高透明性等优良性能，成为目前纳米材料领域研究的热点。

本文综述了近年来国内外纳米纤维素的主要制备方法，并对纳米纤维素在复合材料领域中的应用研究进行了总结。

关键词：纳米纤维素；制备；纳米复合材料；应用。

Abstract: There are three types of nano cellulose: nano crystalline cellulose,nano cellulose fiber and bacterial nano cellulose. Due to itshigh strength,high specific surface area,high transparency and other excellent properties,nano cellulose becomes one of the hotspots in ma-terial research field. This paper reviewed the recent progress in its preparation methods,and its application in the field of composite materi-als.Key words: nano cellulose; preparation; nano compositematerials; application.纤维素（Cellulose）是一种天然高分子化合物，已经成为人类社会不可或缺的重要资源。

纤维素主要来源于植物（如棉、麻、木、竹等）,与合成高分子材料相比，具有可再生、可降解、成本低廉、储量丰富等优点。

纳米纤维素的制备与性能研究纳米纤维素是一种新型的纳米材料，由纤维素纤维经过特殊的制备工艺得到。

纳米纤维素具有很高的比表面积和特殊的微观结构，使其在吸附、催化、光学和电子等领域有着广泛的应用前景。

因此，制备纳米纤维素并研究其性能具有重要意义。

纳米纤维素的制备方法有很多种，包括溶胶凝胶法、电纺法和棉籽纤维素酶解法等。

其中，溶胶凝胶法是一种常用的制备方法，主要通过水解纤维素纤维，使其形成溶胶，再通过凝胶化得到纳米纤维素。

电纺法则是利用高压电场将溶胶直接拉伸成纤维素纳米纤维。

棉籽纤维素酶解法则是通过酶解棉籽纤维素，使其分解成纤维素纳米颗粒。

纳米纤维素具有很多优异的性能，其中最重要的是其高比表面积。

由于纳米纤维素具有纳米级的尺寸，其比表面积比传统纤维素纤维要高很多倍，从而使其具有更好的吸附性能。

纳米纤维素可以用于吸附有害气体和重金属离子，对环境污染有很好的治理效果。

另外，纳米纤维素还具有很好的光学性能，可以用于太阳能电池、光学传感器等领域。

同时，纳米纤维素还具有优异的机械性能和热稳定性，可以用于制备纳米复合材料。

纳米纤维素的性能研究主要包括其结构性能和功能性能两方面。

结构性能主要研究纳米纤维素的形貌、尺寸和分布等结构特征。

常用的表征技术包括扫描电子显微镜、透射电子显微镜和动态光散射等。

功能性能主要研究纳米纤维素在吸附、光学、机械和热稳定性等方面的性能。

常用的研究方法有吸附实验、光学测量和力学实验等。

需要注意的是，纳米纤维素的制备和性能研究还存在一些挑战和亟待解决的问题。

首先，纳米纤维素的制备工艺需要进一步改进，提高制备效率和产量。

其次，纳米纤维素的性能还需要进一步研究和优化，以满足不同领域的需求。

最后，纳米纤维素的应用前景也需要进一步探索和开发，扩大其应用范围。

总之，纳米纤维素作为一种新型的纳米材料具有广泛的应用前景。

通过不同的制备方法可以得到具有不同性能的纳米纤维素，其结构性能和功能性能可以通过相应的研究方法进行表征。

纤维素含量的测定1. 引言纤维素是一种存在于动植物细胞壁中的基本成分，具有重要的生物学和工业应用价值。

测定样品中纤维素含量的准确性和可靠性对于研究纤维素在生物和工业领域的应用具有重要意义。

本文档将介绍几种常用的纤维素含量测定方法，包括酶解法、浸提法和德特曼法，并给出测定过程的详细步骤和操作要点。

2. 酶解法酶解法是通过酶的作用将纤维素分解为可溶性的多糖，然后通过测定可溶性多糖的含量来间接测定纤维素含量。

一般常用的酶解方法包括酶解纤维素酯酶法和酶解纤维素酶法。

酶解法的优点是操作简单、快速，但在测定过程中需要注意选取适当的酶种和用量，确保纤维素的完全酶解。

酶解法的步骤如下：1. 准备待测样品，如纤维素纤维、纤维素片等。

2. 将样品加入适量的酶液中，如纤维素酯酶或纤维素酶。

酶液的浓度和用量需根据具体实验进行调整。

3. 在适当的温度下，将样品与酶液进行搅拌，使纤维素完全酶解。

时间的长短和酶解温度的选择需根据实验需要确定。

4. 酶解反应结束后，使用适当的方法将可溶性多糖进行分离和测定，从而得到纤维素含量。

3. 浸提法浸提法是通过采用溶剂将样品中的纤维素从非纤维素组分中分离出来，再用适当的方法测定纤维素含量。

常用的溶剂有热酸、碱、有机溶剂等。

浸提法的优点是适用范围广、操作简便，但在测定过程中需要注意溶剂的选择和使用条件，避免对样品造成干扰。

浸提法的步骤如下：1. 准备待测样品，如纤维素粉、纤维素颗粒等。

2. 将样品放入适量的溶剂中，如热酸或碱溶液。

溶剂的浓度和用量需根据具体实验调整，确保纤维素能够充分溶解。

3. 在适当的温度下，对样品进行浸泡或浸提处理，以使纤维素与非纤维素组分分离。

4. 将浸提后的溶液通过适当的方法进行分离，如离心、过滤等。

5. 对分离得到的纤维素进行干燥和测量，得到纤维素含量。

4. 德特曼法德特曼法是通过测定纤维素中由硫酸加热产生的麦芽糖的含量来确定纤维素含量的一种方法。

该方法操作简单、精度高，广泛应用于纤维素含量的测定。

纳米纤维素的制备及应用左艳;刘敏【摘要】综述了纳米纤维素的来源及制备以及其在各个领域的应用,为其进一步开发利用提供一定的参考.【期刊名称】《纺织科技进展》【年(卷),期】2016(000)004【总页数】4页(P13-16)【关键词】纳米纤维素;制备;应用【作者】左艳;刘敏【作者单位】四川大学建筑与环境学院,四川成都610065;四川大学建筑与环境学院,四川成都610065【正文语种】中文【中图分类】TS102.51纤维素是自然界的丰富可再生产物之一，棉花、木材、农业废弃物等都是纤维素的来源，纤维素已经广泛应用于诸多行业，如废水处理，医药，造纸，建筑等行业。

纳米纤维素是纤维素的物理最小结构单元，是指直径在1～100 nm之间的纤维。

纳米纤维素质轻，可降解且具有杨氏模量高，聚合度高，结晶度高，强度高，比表面积大等优势，这使其在诸多领域都有很好的应用。

现在的环保意识逐渐增强，与其他纳米材料相比，纳米纤维素生物相容性好，可生物降解，可再生，反应活性高等优势使对纳米纤维素的利用研究越来越多。

为更好的制备和应用纳米纤维素，本文综述了纳米纤维素的制备方法及其应用。

纳米纤维素主要来源于纤维素，纤维素来源又分为植物纤维素，细菌纤维素，人工合成纤维素。

植物纤维素主要来自富含纤维素的植物如棉花，木材，禾草类植物(稻草，玉米秆，芦苇，竹纤维等)，韧皮纤维植物(大麻，剑麻，亚麻等)，农作物废弃物(秸秆，蒿草等)以及这些植物的加工产物如木浆，草浆等[1]。

细菌纤维素是通过微生物代谢糖源得到的高纯度纤维素，研究发现木醋杆菌能产生纤维素[2]。

除木醋杆菌可以生产细菌纤维素外，假单细胞杆菌属和固氮菌属等菌属种某些特定的细菌也能产生细菌纤维素。

纳米纤维素可以通过物理方法，化学方法，生物方法以及物理化学方法结合在一起的方法由纤维素制得，也可以通过静电纺丝等方法制得。

1.1 物理方法物理方法主要是将原材料进行机械处理，包括高压均质方法，高速搅拌法，热压法，研磨，冷冻粉碎，超声波处理等。

纤维素纳米材料的制备与性能分析纤维素是地球上最丰富的天然高分子材料之一，广泛存在于植物的细胞壁中。

随着科技的不断发展，纤维素纳米材料因其独特的性能和潜在的应用价值，逐渐成为材料科学领域的研究热点。

本文将详细探讨纤维素纳米材料的制备方法以及其相关性能。

一、纤维素纳米材料的制备方法（一）酸水解法酸水解法是制备纤维素纳米晶体（CNC）最常用的方法之一。

通常使用强酸，如硫酸或盐酸，在一定的温度和浓度条件下对纤维素原料进行水解处理。

酸会优先攻击纤维素的无定形区域，使得结晶区域得以保留，从而形成棒状或针状的纳米晶体。

然而，这种方法存在一些缺点，如强酸的使用可能导致环境污染，且产物的表面化学性质可能会受到影响。

（二）酶解法酶解法利用特定的酶，如纤维素酶，对纤维素进行降解。

与酸水解法相比，酶解法具有反应条件温和、环境友好等优点。

但酶的成本较高，反应时间相对较长，限制了其在大规模生产中的应用。

（三）机械法机械法主要包括高压均质、微射流和球磨等。

通过强大的机械力作用，将纤维素原料破碎并细化至纳米尺度。

机械法的优点是可以避免使用化学试剂，但往往需要较高的能量输入，且可能会导致纤维素的部分降解和结晶度下降。

（四）氧化法氧化法常见的有2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基（TEMPO）氧化法。

TEMPO 可以选择性地氧化纤维素表面的羟基，使其带上负电荷，从而在水中分散形成纳米纤维。

这种方法制备的纤维素纳米纤维（CNF）具有较高的长径比和良好的分散性。

二、纤维素纳米材料的性能（一）物理性能1、高比表面积由于其纳米尺度的结构，纤维素纳米材料具有巨大的比表面积，这为其在吸附、催化等领域的应用提供了基础。

2、良好的机械性能纤维素本身具有较高的强度和模量，纳米化后，其机械性能进一步提升，使其能够作为增强材料应用于复合材料中。

3、优异的光学性能纤维素纳米材料在可见光范围内具有良好的透明度，这使其在光学器件和包装材料等方面具有潜在应用价值。

纳米纤维素提取方法引言：纳米纤维素是一种具有广泛应用前景的新型纳米材料，其具有高强度、低密度、可再生等优点，因此受到了广泛关注。

本文将就纳米纤维素的提取方法展开讨论，旨在介绍纳米纤维素提取的原理、常用方法以及优缺点，为相关研究和应用提供参考。

一、纳米纤维素提取原理纳米纤维素是从天然纤维素材料中提取得到的，其主要成分为纤维素和纤维素的微晶区。

纤维素是一种由β-葡萄糖苷键连接的葡萄糖分子组成的高聚物，其在水中形成微晶区。

纳米纤维素的提取就是通过破坏纤维素的微晶结构，将其分解成纳米级的纤维素颗粒。

二、纳米纤维素提取方法1. 机械法机械法是一种常用的纳米纤维素提取方法。

该方法将天然纤维素材料经过切割、研磨等机械作用，使其纤维素微晶区破碎，形成纳米级的纤维素颗粒。

机械法简单易行，可以大规模生产纳米纤维素，但其提取效率相对较低。

2. 化学法化学法是一种常用的纳米纤维素提取方法。

该方法通过使用酸、碱等化学试剂，对天然纤维素材料进行化学处理，破坏纤维素的微晶结构，将其分解成纳米级的纤维素颗粒。

化学法提取效率较高，但由于化学试剂的使用，可能对环境造成一定的污染。

3. 生物法生物法是一种新兴的纳米纤维素提取方法。

该方法利用微生物、酶等生物体对纤维素材料进行生物降解，将其转化成纳米级的纤维素颗粒。

生物法具有提取效率高、环境友好等优点，但其研究还处于起步阶段，仍需进一步探索和改进。

三、纳米纤维素提取方法的优缺点1. 机械法的优点是操作简单，可大规模生产纳米纤维素，但其提取效率相对较低，需要较长的时间。

2. 化学法的优点是提取效率高，可以快速得到纳米纤维素，但由于化学试剂的使用，可能对环境造成一定的污染。

3. 生物法的优点是提取效率高、环境友好，但其研究还处于起步阶段，需要进一步改进和完善。

四、纳米纤维素的应用前景纳米纤维素具有广泛的应用前景。

首先，纳米纤维素可以用于制备纳米纤维素薄膜，用于过滤、分离等领域。

其次，纳米纤维素可以用于制备纳米纤维素复合材料，用于增强材料的力学性能。

第49卷第6期2021年3月广州化工Guangzhou Chemical IndustryVol.49No.6Mar.2021纳米纤维素的制备及应用研究进展冉琳琳，谢帆锤，王封丹，楚陈晨，徐艺倩，卢琳娜(福建省新型功能性纺织纤维及材料重点实验室，闽江学院，福建福州350108)摘要：纳米纤维素作为一种绿色无污染的生物质材料，具有高模量、高比表面积、特殊的光学性质、生物相容性好等众多优点，纳米纤维素及其复合材料的广泛应用越来越引起国内外专家的关注，研究其制备途径和应用价值将对未来化工等行业的发展产生巨大影响。

本文综述了纳米纤维素的制备途径、改性方法及其在不同领域的应用研究现状，为其研究发展提供一定的理论支持。

关键词：纳米纤维素；制备；改性；应用中图分类号：TS102文献标志码：A文章编号：1001-9677(2021)06-0001-06 Research Progress on Preparation and Application of Nanocellulose*RAN Lin-lin,XIE Fan-yu,WANG Feng-dan,CHU Chen-chen,XU Yi-qian,LU Lin-na(Fujian Key Laboratory of Novel Functional Textile Fibers and Materials,Minjiang University,Fujian Fuzhou350108,China)Abstract:As a kind of green and pollution-free biomass material,nanocellulose has many advantages such as high modulus,high specific surface area,special optical properties and good biocompatibility.Nanocellulose and its composite materials has aroused the attention of experts at home and abroad,and the research on its preparation methods and application value will have a great impact on the development of chemical industry in the future.The preparation methods, modification methods of nanocellulose and their application research status in different fields were summarized to provide some theoretical support for its research and development.Key words：nanocellulose;preparation；modification；application纤维素(cellulose)是目前地球上人们所知道的最古老最丰富的可再生生物质有机材料，广泛来源于棉花、木材、亚麻等植物，其在棉花中的含量最高可达90%。