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青科大周立娟/张建明教授团队 在Ⅱ晶型纤维素纳米晶一步绿色制备方面取得新进展

发布日期:2025-02-24作者:审核:


随着高科技产业对绿色材料需求的增加,纤维素纳米晶体(CNCs)作为一种天然纳米材料,因其独特的结构和优异的性能备受关注,其中,CNC Ⅱ因具有较高的热稳定性和乳化能力,在纳米复合材料领域展现出巨大潜力。然而,传统制备方法复杂且易造成环境污染。青岛科技大学周立娟/张建明研究团队进行了关于Ⅱ型纤维素纳米晶体(CNC Ⅱ)制备的创新研究。研究团队创新性地提出了一锅法制备CNCⅡ的新策略,优化了反应条件,确定了最佳工艺参数,利用高铁酸钾(K2FeO4)在碱性环境下的强氧化性,结合少量次氯酸钠(NaClO),在5M氢氧化钠(NaOH)溶液中,实现了从棉浆到CNCⅡ的一步高效转化。制备的CNC II呈“棒状”形态,平均宽度约7nm,长度约269nm。X射线衍射(XRD)和拉曼光谱分析证实了CNC II的成功制备,且其结晶度指数高达71.4%。热重分析(TGA)显示,CNC II的热稳定性优异,起始降解温度超过310°C。该方法不仅简化了制备流程,减少了环境污染,还显著提高了产率,最大可达45.14%。研究还发现,CNC II在无需表面活性剂的情况下,能有效稳定高内相Pickering乳液,为食品、化妆品和制药等工业领域提供了新的应用可能。这一研究成果不仅为CNC II的大规模制备提供了绿色、高效的新方法,还推动了其在高附加值纳米复合材料领域的应用,展现了广阔的应用前景和科研价值。

该工作以研究论文的形式发表于国际知名期刊Carbohydrate Polymers(一区Top期刊,IF=10.70)上,题目为“Oxidation with potassium ferrate for the one-pot preparation of carboxylated cellulose II nanocrystals”。青岛科技大学高分子学院硕士研究生李晓琳和博士后刘云霄共同为论文第一作者,周立娟副教授为通讯作者,青岛科技大学为第一单位,论文链接为https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0144861724000225。