气固酸解联合酶法多孔纳米纤维素的制备及应用基础研究

发布时间：2021-10-28 12:19

　　纤维素是自然界第一大生物质资源,占植物界碳含量的一半以上,并且具有良好的生物相容性以及低毒性等特点,常被应用于制药、化工、医疗器械等方面,但从植物中提取的天然纤维聚合度高、分子量大、以及溶解性较差限制了天然纤维素的应用范围,因此,需要对纤维素改性,以获得所需要的性质。纤维素纳米化是对纤维素改性方法之一,纳米化后的纤维素不仅保留了原纤维的性质同时更赋予了它高结晶度、高机械强度、大比表面积、良好的亲水性等特性。本论文在传统纳米纤维素制备方法的基础上,进行了气固酸解联合酶法制备纳米纤维素的研究,并完成了制备工艺优化、多孔纳米纤维素的表征及其在药物递送方面的初步应用,具体包括:（1）在通过气固酸解联合酶法制备多孔纳米纤维素的过程中,对一次酸解中原料进行筛选,对盐酸浓度、固液比、反应时间、反应温度、二次酸解中固液比、反应时间以及酶解过程中酶添加量、酶解时间、酶解温度分别设置梯度进行考察与优化,对酶解过程中的缓冲液种类进行了筛选,并以沉降体积和平均粒径作为检测标准来判断最优反应条件。得到的最优条件为:精制棉为初始反应原料,加入固液比为1g/2ml、浓度为1.5mol/L的盐酸溶液,80℃下反应6h... 

【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校

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【学位级别】：硕士

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气固酸解法对四种原料的处理效果a：处理前前原料外观b：处理前后的平均粒径木浆纤维素微晶纤维素

第二章纳米纤维素的制备及表征12ab图2.1气固酸解法对四种原料的处理效果a：处理前前原料外观b：处理前后的平均粒径Fig2.1Thetreatmenteffectofthegas-solidacidhydrolysismethodonthefourrawmaterialsa:theappearanceoftherawmaterialbeforethetreatmentb:theaverageparticlesizebeforeandafterthetreatmentab图2.2气固酸解法对四种原料的处理效果a：沉降体积b：平均粒径Fig2.2Thetreatmenteffectoffourrawmaterialsbygas-solidacidhydrolysismethoda:Settlingvolumeb:Averageparticlesize如上图2.1所示：木浆纤维素、秸秆微晶纤维素、微晶纤维素、精制棉经过处理后，粒径均有明显的变化，说明气固酸解法对四种原料均有一定的降解效果。对不同纤维素原料降解产物进行沉降体积以及粒径检测，由图2.2-a可知，沉降体积由大到小依次是：精制棉＞秸秆微晶纤维素＞微晶纤维素＞木浆纤维素。精制棉木浆纤维素秸秆微晶纤维素微晶纤维素

性，但是秸秆成分复杂，制备出的微晶纤维素可能掺杂木质素等较难降解的产物，导致平均粒径较大。综上，在已知气固酸解条件下，精制棉的降解效果最明显，故先采用精制棉作为后续实验反应原料，但这不代表在任何条件下精制棉的降解效果优于其他纤维素原料。2.3.1.2盐酸浓度设置盐酸浓度梯度分别为0.5mol/L、1mol/L、1.5mol/L、2mol/L、2.5mol/L、3mol/L设计6组实验，分别称取20g精制棉，加入上述已配制好浓度梯度的盐酸，混合均匀置于密闭容器中，80℃下反应12h，通过沉降体积和粒径检测筛选出最佳浓度。如图所示：ab图2.3不同盐酸浓度处理精制棉a：沉降体积b：平均粒径Fig2.3Thetreatmentofpurifiedcottonwithdifferenthydrochloricacidconcentrationsa:Settlingvolumeb:Averageparticlesize由图2.3-a可知，降解后产物的沉降体积随盐酸浓度的增加呈现先增大后减小的趋势，由图2.3-b可得出，降解后产物的平均粒径随盐酸浓度的增加呈现先减小后增大的趋势，造成这种现象的原因是，盐酸浓度在前期增大时，氯化氢气体增多，使原料降解能力增强。盐酸浓度在后期增大时，由于盐酸溶液添加量是相同的，故盐酸浓度大则含水量越小，经研究表明[66]，氯化氢气体降解纤维素时，必

【参考文献】：
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本文编号：3462795