[發明專利]一種甘蔗渣纖維素納米纖維膜的制備方法

有效

• 申請號: 201310359396.4
• 申請日: 2013-08-19
• 公開（公告）號: CN103422379A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發明（設計）人: 李大綱;王寶霞;張華綱
• 申請（專利權）人: 南京林業大學
• 主分類號: D21B1/02
• 分類號: D21B1/02;D21B1/14;D21C9/10;D21F13/00
• 代理公司: 南京君陶專利商標代理有限公司 32215
• 代理人: 沈根水

技術領域

本發明涉及的是一種甘蔗渣纖維素納米纖維膜的制備方法。

背景技術

我國是僅次于巴西和印度的世界第三甘蔗種植大國，甘蔗作為大宗的糖料經濟作物，在國民經濟中占有重要地位。甘蔗渣是制糖的一種副產品，是甘蔗榨糖后的渣粕，蛋白質含量和熱量均比較低。長期以來，這種大批量的甘蔗渣主要供糖廠本身作為燃料燒掉或廢棄，這種利用方法的經濟價值非常低。開發利用蔗渣資源，不但可以提高糖廠的經濟效益，還可為其他行業提供大量的資源，對許多行業均具有重大意義。甘蔗渣纖維素的研究與社會、經濟和資源、環境的發展緊密相關，從甘蔗渣中提取纖維素，開發出一種具有優良特性的新型的微納米復合材料，實現了廢棄物資源化和有效循環利用，減輕了環境負荷，對未來的發展具有重要意義。

甘蔗渣是甘蔗制糖時壓榨后的渣滓，質地粗硬，約占甘蔗的24%~27%（其中含水分約50%），每生產出一噸的蔗糖，就會產生2~3噸的蔗渣。對濕蔗渣的分析看出，蔗渣含有豐富的纖維素，而含木質素較少，故蔗渣作為纖維原料具有很大的優越性。

發明內容

本發明提出的是一種甘蔗渣纖維素納米纖維膜的制備方法，本發明的目的在于克服現有技術存在的不足，通過甘蔗渣→甘蔗渣纖維→甘蔗渣纖維素膜，將從甘蔗渣中提取纖維素，開發出一種具有優良特性的微納米復合材料，實現廢棄物資源化和有效循環利用。

本發明的技術解決方案：一種甘蔗渣纖維素納米纖維膜的制備方法，包括預處理、化學處理、機械處理、漂白處理、過濾處理和制膜處理。

本發明的優點：通過甘蔗渣→甘蔗渣纖維→甘蔗渣纖維素膜，將從甘蔗渣中提取纖維素，開發出一種具有優良特性的微納米復合材料，實現廢棄物資源化和有效循環利用。方法簡單，成本較低，易于推廣，實現了廢棄物資源化和有效循環利用，不僅有利于減輕對環境的污染，而且有利于甘蔗渣的高值化利用。?

具體實施方式

一種甘蔗渣纖維素納米纖維膜的制備方法，包括預處理、化學處理、機械處理、漂白處理、過濾處理和制膜處理。

所述的預處理包括1）將蔗渣用乙醇洗滌，抽濾；2）加質量濃度為0.1mol/L鹽酸，85℃水處理1小時；3）濾出水溶性果膠；4）加蒸餾水，80℃水溶攪拌1~3h；5）除去水溶性多糖；6）真空抽濾，隨后甘蔗渣放置于培養皿，在通風櫥內干燥24~48h，待甘蔗渣完全干燥，即得到甘蔗渣粉末；7）儲存備用。

所述的化學處理包括：

（1）稱取預處理后的甘蔗渣粉末，按液料比為30:1，加入質量濃度為0.5%的過氧化氫和質量濃度為2%的氫氧化鈉的混合溶液在80℃下攪拌2~4h，真空抽濾，隨后甘蔗渣放置于培養皿，在通風櫥內干燥24~48h，待甘蔗渣完全干燥得到甘蔗渣粉末；

（2）稱預取處理后甘蔗渣粉末，按液料比30:1；加入31ml/L乙酸和9.5g/L?亞氯酸鈉的混合溶液，75℃下烘干處理1h，蒸餾水洗滌至中性，得到到甘蔗渣纖維素，放置烘箱內，在100±3℃條件下烘置絕干燥，稱重，最后得到重量為2.9g甘蔗渣纖維素；

（3）所述的機械處理包括1）稱重化學處理后所得的甘蔗渣纖維素后，用研磨機進行研磨10~20次；2）研磨后去上清液抽濾成膜；3）取完上清液后所剩溶液進行離心，離心條件為8000r/min，時間為20min，取離心后上層清液；4）離心后所得溶液繼續抽濾成膜；5）將濕膜夾在兩片有機濾膜之間，在60℃干燥72h，同時施加15kg的壓力，得到半透明的纖維素納米纖維膜，稱重，備用；

（4）所述的漂白處理包括1）用漂白劑過氧化氫對甘蔗渣纖維素進行漂白處理，稱取預處理的甘蔗渣粉末，按液料比30:1，加入含量0.5%的過氧化氫和質量分數為2%的氫氧化鈉的混合溶液在80℃下攪拌4h，抽濾干燥稱取處理后粉末，pH值為9.0~10.0，在70℃下處理2.5h；2）按液料比30:1加入31ml/L乙酸和9.5g/L?亞氯酸鈉混合溶液，75℃下處理1h，蒸餾水洗滌至中性，烘干，得到到甘蔗渣纖維素。放置烘箱內烘干稱重。最后得到重量為2.9g。過氧化氫的最佳漂白條件：?pH值為9.0-10.0，在70℃下處理2.5h。過氧化氫漂白后制漿強度受影響較小，對碳水化合物作用不大。從實驗的漂白效果看，過氧化氫漂白的效果低于亞氯酸鈉在酸性條件下的漂白效果。