丝瓜络纳米纤维素晶体制备工艺的优化

摘要

[目的]探求丝瓜络纳米纤维素晶体(Luffa sponge nanocellulose crystals,LNCC)的最优制备工艺,为提高丝瓜络资源的综合利用提供方法支持.[方法]以丝瓜络废弃物为原料,采用单因素试验研究不同硫酸质量分数(58％,60％,62％,64％,66％)、不同反应温度(30,40,50,60,70℃)、不同超声时间(25,35,45,55,65 min)对超声-硫酸水解法制备LNCC得率的影响;在单因素试验的基础上,采用响应面试验对LNCC制备工艺条件进行优化,使用Design-Expert 8.05b软件进行数据分析,求出数学模型,进而得到最佳的制备工艺条件.[结果]单因素试验结果显示,LNCC制备的最佳应温度为50℃,超声时间为45 min,硫酸质量分数为62％.建立了3个因素与LNCC得率的二次多项式回归模型,该模型拟合度良好,相关系数为99.95％,校正决定系数为99.88％.LNCC制备最佳的工艺条件为:硫酸质量分数62％,反应温度51℃,超声时间46 min;在该条件下制备的LNCC得率高达93.64％,与理论预测值(93.20％)吻合较好,表明建立的数学模型是合理有效的.[结论]建立了优化的LNCC制备工艺,该工艺可提高LNCC的得率.