氯化铁体系绿色高效催化制备纳米纤维素

摘要

采用氯化铁（FeCl3）催化水解法制备纳米纤维素（CNC）。考查了反应温度、反应时间、FeCl3用量、超声时间等因素对CNC得率的影响。结果表明，反应温度110℃，反应时间60min，FeCl3质量分数10％，超声时间180min时，CNC得率最高，达22％。采用傅里叶红外光谱仪（FTIR）、透射电镜（TEM）、X射线衍射仪（XRD）、Zeta电位测定仪等对CNC的结构、形貌、谱学性质和晶体性能、分散在液相介质中带电颗粒的有效电荷进行了表征。结果表明，电镜观察CNC为棒状，直径20～50nm，长200～300nm；XRD分析表明。CNC属于纤维素I，结晶度达到76.2％，较纸浆纤维显著提高；Zeta电位测定结果显示，CNC在水溶液中具有良好的分散稳定性。该催化制备体系具有绿色环保、反应条件温和、容易控制、操作简单等优点。单根纳米纤维呈棒状，纤维之间相互交织成网状，有利于其在复合材料中的应用。