[發明專利]調控纖維素尺寸的方法及其應用

在審

• 申請號: 201910372231.8
• 申請日: 2019-05-06
• 公開（公告）號: CN110080025A
• 公開（公告）日: 2019-08-02
• 發明（設計）人: 任浩;馮璋;趙瑾;翟華敏
• 申請（專利權）人: 南京林業大學
• 主分類號: D21C3/04
• 分類號: D21C3/04;C08J9/28;C08L1/02
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 王煥

本發明涉及調控纖維素尺寸的方法及其應用。所述調控纖維素尺寸的方法包括：對纖維素原料進行脫木素處理和酸解處理，通過調控木素脫除率調控纖維素尺寸；木素脫除率為50％～96％。所述方法簡單、高效，有利于大規模推廣，處理后纖維素尺寸可控，纖維素在分散液中分散性好，分散體系穩定。采用該方法處理過的纖維素制備的纖維素氣凝膠，纖維素粒徑小，粒徑分布更集中，具有介孔結構，尺寸可控，物理吸附性能好。

技術領域

本發明涉及纖維素領域，具體而言，涉及調控纖維素尺寸的方法及其應用。

背景技術

纖維素是自然界最豐富的可再生資源，以此為原料發展環境友好型功能材料是材料學領域的一個重要分支。纖維素的微觀結構由結晶區與無定形區構成，分子鏈上分布有大量的羥基，易吸濕膨脹，可以與多種染料分子親和/吸附，纖維素氣凝膠更是被廣泛應用于分離工程、生物醫學、生物化工環境等領域。

然而，當纖維素中木素含量較多時，由于木素對纖維素及半纖維素的束縛/限制作用，使得纖維素尺寸較大，纖維素或纖維素氣凝膠在說中的分散體系分散性差，分散穩定性也很不好，這都會影響纖維素/纖維素氣凝膠的應用范圍、性能效果等。

有鑒于此，特提出本發明。

發明內容

本發明的第一目的在于提供一種調控纖維素尺寸的方法，該方法通過調控纖維素中木素的脫除率調控纖維素尺寸，且不同的木素脫除程度對纖維原料的形態并無明顯影響，沒有造成纖維原料的細小化，只是單純地使纖維原料中的木質素含量降低，在調控纖維素尺寸的同時，很好地保持了纖維素中纖維細胞的原有形態。該方法簡單、高效，有利于大規模推廣。

本發明的第二目的在于提供一種制備纖維素氣凝膠的方法，該方法中纖維素原料采用上述調控尺寸的方法進行處理，制備過程中纖維素分散性好，體系穩定，制備得到的纖維素氣凝膠纖維具有介孔結構，尺寸可控，物理吸附性能好，吸油性優異。

本發明的第三目的在于提供由上述方法制備得到的纖維素氣凝膠。

為了實現本發明的上述目的，特采用以下技術方案：

調控纖維素尺寸的方法，其包括：對纖維素原料進行脫木素處理和酸解處理，通過調控木素脫除率調控纖維素尺寸；木素脫除率為50％～96％。

可選地，所述脫木素處理在弱酸性條件下通過氧化降解木素進行，所述氧化降解所用的氧化劑包括亞氯酸鹽、氯酸鹽、二氧化氯中的至少一種。

可選地，所述弱酸性條件的pH值為4～6。

可選地，所述酸性條件通過添加選自冰醋酸、鹽酸、碳酸中的至少一種酸獲得。

可選地，所述酸為冰醋酸。

可選地，所述酸的添加量為0.1～0.3mL/g纖維素原料。

可選地，所述氧化劑的添加量為0.1～0.4g/g纖維素原料。

可選地，所述氧化劑為亞氯酸鹽；所述亞氯酸鹽選自亞氯酸鈉、亞氯酸鉀、亞氯酸鎂中的至少一種。

可選地，所述脫木素處理的溫度為70℃～90℃，處理時間不超過4小時。

可選地，所述脫木素處理的溫度下限可以獨立地選自70℃、75℃、80℃、85℃、90℃。

可選地，所述脫木素處理的溫度上限可以獨立地選自70℃、75℃、80℃、85℃、90℃。

可選地，所述脫木素處理的時間可以獨立地選自0.5小時、1小時、1.5小時、2小時、2.5小時、3小時、3.5小時、4小時。

可選地，所述纖維素原料選自堿性過氧化氫機械漿、(ATMP)、化學熱磨機械漿(CMP)、盤磨機械漿(RMP)中的至少一種。