nm。
[0026]由圖1 (圖中，上面為納米纖維素、下面纖維素)傅里葉變換紅外(FTIR)光譜分析可知，納米纖維素具有一般纖維素的特征峰，在3429cm 1和2895cm 1處分別是-0H和-CH的伸縮振動，1610cm 1是Η-0-Η的伸縮振動，另外一個吸收峰是1066 cm \說明是纖維素的C_0伸縮振動，在1176cm 1處C-C骨架的伸縮振動吸收峰。說明在整個處理過程中，纖維素并沒有發(fā)生大的變化。而與纖維原料不同的是，納米纖維素在1615cm ^1678 cm 1附近有較弱肩峰，制備的納米纖維素與纖維原料紅外譜圖相比，特征峰并沒有發(fā)生明顯變化，說明了納米纖維素的特殊性是源于它的尺寸效應(yīng)。說明制備的產(chǎn)品是纖維素類物質(zhì)。
[0027]由圖2的X射線衍射(XRD)分析可知，NCC中2Θ=14.8°，16.4。和22.7。處的衍射峰分別對應(yīng)纖維素I型晶面的衍射峰。
[0028]由圖3所示，制備的納米纖維素粒徑集中分布在200_400nm的范圍內(nèi)，說明本方法可得到符合目的要求的產(chǎn)品。
[0029]由圖4掃描電鏡圖所示，制備的納米纖維素粒徑與圖3中的粒徑分析基本一致。
[0030]實(shí)施例2
步驟同實(shí)施例1，采用不同比例的磷酸(磷酸體積濃度為44% )，其它制備工藝條件、參數(shù)、步驟完全相同。制備的納米纖維素的得率為60.7%，粒徑在600-1000nm，如圖6所示。
[0031]實(shí)施例3
步驟同實(shí)施例1，采用不同比例的磷酸(磷酸體積濃度為55% )，其它制備工藝條件、參數(shù)、步驟完全相同。制備的納米纖維素的得率為66.56%，粒徑在200-600nm，如圖7所示。
[0032]實(shí)施例4
步驟同實(shí)施例1，采用不同比例的磷酸(磷酸體積濃度為70% )，其它制備工藝條件、參數(shù)、步驟完全相同。制備的納米纖維素的得率為75.66%，粒徑在100-350nm，如圖8所示，制得粒徑偏小，因磷酸濃度過大，故透析時間較長。
[0033]實(shí)施例5
步驟同實(shí)施例1，區(qū)別在于步驟(3):將步驟2得到懸浮液置于室溫(20-25°C之間)，用滴液漏斗將85% (體積分?jǐn)?shù))的磷酸滴加其中。
[0034]結(jié)論:不采用冰浴，對產(chǎn)品得率影響不大，為75.67%，但是粒徑分布不均且偏大，范圍在200-650nm，如圖9所示。
[0035]比較例1
采用專利201510416403.9的步驟，纖維原料同實(shí)施例，步驟如下:
1)氫氧化鈉處理:將棉布纖維原料按料液比lg:10ml加入質(zhì)量百分比4%的NaOH溶液，送入水浴鍋加熱到30°C，浸提2.5小時，將濾渣洗滌至中性后過濾，濾渣棉布纖維粗品；
2)次氯酸鈉漂白:將步驟1)所得濾渣，按料液比lg:10ml加入等量次氯酸鈉，再用10%鹽酸調(diào)節(jié)pH值為4-5，送入水浴鍋加熱到70°C，攪拌1小時，將濾渣洗滌至中性后過濾，濾渣為脫除木質(zhì)素的棉布纖維；
3)乙醇沉淀:將步驟2)所得棉布纖維，按料液比lg:10ml加入無水乙醇溶液，室溫下沉淀1小時，將濾渣洗滌至中性后過濾，在50°C下干燥，粉碎得棉布纖維；
4)硫酸水解:將步驟3)所得棉布纖維，按料液比lg:8ml加入質(zhì)量百分比56%的硫酸溶液中，送入水浴鍋加熱到30°C下水解，同時攪拌0.5小時，結(jié)束后加入10倍體積去離子水終止反應(yīng)，以lOOOOr/min的速度離心分離提純樣品，得到乳白色懸浮液為棉布納米纖維素懸浮液；
5)透析:將步驟4)所得棉布納米纖維素裝入透析袋中，用去離子水透析數(shù)天直至pH值呈中性，之后超聲振蕩20min，真空冷凍干燥，得棉布納米纖維素。
[0036]表征:
(1)納米纖維素得率的計算:
w = m/m0 X 100%式 1
其中，m。是纖維原料的質(zhì)量，m是制備的納米纖維素的質(zhì)量。
[0037]根據(jù)公式1計算，得到本實(shí)驗(yàn)方法得到的棉布納米纖維素的得率為50.67%。
[0038](2)制備的棉布納米纖維素的粒徑如圖5所示，制備的納米纖維素粒徑集中分布在500-700nm的范圍內(nèi)。
[0039]盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例和比較例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解:在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種納米纖維素的制備方法，其特征在于，采用磷酸對經(jīng)預(yù)處理后的纖維原料在115-125°C條件下進(jìn)行水解，所述磷酸體積濃度為60-65%，水解后離心，離心后的下層沉淀物經(jīng)透析得納米纖維素。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述預(yù)處理包括將纖維原料粉碎和去除木質(zhì)素的過程。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述預(yù)處理過程為: (1)將纖維原料打碎； (2)將打碎的纖維原料浸在pH為2-5的亞氯酸鈉或次氯酸鈉溶液中，以去除纖維原料中木質(zhì)素，得到懸浮液。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述磷酸在完全加入前使反應(yīng)系統(tǒng)保持 0-15 °C。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述磷酸在完全加入前使反應(yīng)系統(tǒng)保持o°c。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述水解條件為120°C。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述離心為用3000-6000rpm的離心機(jī)離心10_25min。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述纖維原料選自布、毛。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，具體步驟為: (1)利用攪拌機(jī)將2g原料纖維打碎； (2)取出打碎的原料纖維，與3g亞氯酸鈉一并浸在100ml蒸餾水中15min，然后在70°C下處理40min，期間利用冰醋酸調(diào)節(jié)溶液的pH保持在4，重復(fù)三次以去除原料纖維中的大部分木質(zhì)素，得到懸浮液； (3)將步驟2得到的懸浮液置于冰浴中，20min內(nèi)用滴液漏斗將85%(體積分?jǐn)?shù))的磷酸滴加其中； (4)將處理好的懸浮液置于120°C的油浴中，攪拌lOOmin，然后快速降至室溫； (5)用4000rpm的離心機(jī)離心15min，上層清液移至燒杯中待用，下層物質(zhì)中加入等量的水繼續(xù)離心，直至上層清液無色； (6)利用透析袋將離心得到的沉淀物透析3天，然后冷凍干燥3天，得到所需的納米纖維素。10.權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的制備方法制備的納米纖維素。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種納米纖維素及其制備方法，包括以下步驟：將纖維原料打碎；亞氯酸納去除木質(zhì)素；磷酸酸解纖維素；離心；透析得到所需的納米纖維素。本發(fā)明另外提供了由上述制備方法制備的納米纖維素。本發(fā)明的方法利用亞氯酸鈉處理纖維原料，除去其中的木質(zhì)素；結(jié)合磷酸酸解纖維素，得到理想的納米纖維素。其能耗低，得到的納米纖維素易于分散、尺寸均一穩(wěn)定，工藝簡單，用去離子水就可以清洗酸液，沒有酸液處理的問題。
【IPC分類】C08B15/02
【公開號】CN105367670
【申請?zhí)枴緾N201510925065
【發(fā)明人】陳夫山, 王帥, 宋曉明
【申請人】青島科技大學(xué)
【公開日】2016年3月2日
【申請日】2015年12月10日