离子液体预处理/硫酸水解协同制备纳米纤维素及其稳定Pickering乳液初步研究

摘要

以微晶纤维素(microcrystalline cellulose,MCC)为原料,利用离子液体预处理/硫酸水解协同制备纳米纤维素,通过Zeta电位分析、原子力显微镜(atomic force microscope,AFM)、红外光谱、X-射线衍射(X-ray diffraction,XRD)和热分析探究不同质量分数的硫酸溶液(10%~40%)对纳米纤维素结构的影响,并对其稳定Pickering乳液性能进行初步研究。结果表明,经过离子液体预处理后,随着硫酸溶液质量分数增加(10%~40%),纳米纤维素得率逐渐下降,但Zeta电位绝对值逐渐增加;AFM结果表明纳米纤维素形态从长纤丝状网络结构逐渐变为短棒状结构,其长度逐渐减小但直径增加。XRD结果表明纳米纤维素同时具有纤维素I型和Ⅱ型晶体结构,结晶度降低。MCC制备纳米纤维素过程中,经离子液体预处理后氢键结构遭到破坏,热稳定性随着硫酸溶液质量分数的增加也逐渐降低。经不同质量分数硫酸溶液水解制备的纳米纤维素在不同颗粒质量浓度(1~5 g/L)和油相比例(30%~70%,体积分数)下均能稳定Pickering乳液,但40%硫酸溶液制备的纳米纤维素具有更好的稳定Pickering乳液性能。