本發(fā)明涉及一種利用椰殼纖維制備不同尺度納米原纖的方法,特別是一種利用氧化法制備不同尺度納米原纖的方法及用途。
背景技術(shù):
纖維素是自然界取之不盡、用之不竭、綠色、無污染的可再生資源,地球上每年生長的植物纖維素高達(dá)數(shù)億噸,超過了現(xiàn)有石油總儲量,但利用量微乎其微。絕大部分為自然降解和作為燃料燃燒,這本身就是一種污染。據(jù)報(bào)道由環(huán)境污染和生態(tài)破壞造成的損失已占到GDP總值的15%,這意味著一邊是9%的經(jīng)濟(jì)增長,一邊是15%的損失率。在人類社會面臨資源貧乏、能源危機(jī)、環(huán)境污染等諸多問題時(shí),植物資源作為地球上分布廣泛、來源豐富、可持續(xù)利用的纖維資源,具有巨大的開發(fā)利用潛力,受到全世界的普遍重視,并已成為可持續(xù)資源和新材料的利用與發(fā)展方向之一。而從植物纖維中提取制備納米纖維素原纖作為拓展纖維資源的一種途徑,得到人們的廣泛關(guān)注。
椰子是熱帶地區(qū)主要的木本油料作物之一,海南地屬亞熱帶和熱帶地區(qū),椰子資源十分豐富。椰子一年均可產(chǎn)果,產(chǎn)果高峰期為9月至次年1月,產(chǎn)果壽命長達(dá)80年。每株椰樹在80年樹齡前的平均年產(chǎn)果實(shí)50~200個(gè)。海南栽培椰樹已有2000年的歷史,直到解放后才開始規(guī)模化種植?,F(xiàn)年均產(chǎn)量可達(dá)2.2~2.4億個(gè),約占全國總產(chǎn)量的99%。作為椰子產(chǎn)業(yè)的附屬物——椰殼纖維,若每個(gè)椰子產(chǎn)椰殼纖維200g/個(gè),海南省每年的椰殼纖維資源可達(dá)4.4~4.8萬噸。
椰殼纖維從椰殼中分離、除雜、去皮膠后獲得的天然纖維素纖維,具有韌性強(qiáng)、防潮、透氣、抑菌等特性。目前的主要用途有坐墊、繩索、刷子、室內(nèi)裝潢(少數(shù)民族或者外國人會用其做成各種形狀置于室內(nèi))、制活性炭、燃料等,也被當(dāng)做廢棄物自然降解或焚燒。作為紡織用椰殼纖維主要產(chǎn)品是墊子、地毯、繩索、羅網(wǎng)、門墊等。然而,所有這些應(yīng)用及產(chǎn)品都是以椰殼纖維本身制成的紡織品及應(yīng)用。
由于天然纖維素纖維大多為多級原纖結(jié)構(gòu),如微原纖和基原纖都小于50nm, 這些納米纖維素原纖隨其粗細(xì)尺寸變細(xì),其結(jié)晶度越高,故又稱為納米纖維素晶須。納米纖維素原纖的提取制備方法及研究,主要有物理法、生物法和化學(xué)法。
物理法是通過高壓打漿設(shè)備或者高壓精磨設(shè)備將纖維素纖維處理后制備出了具有納米尺寸的纖維素。(Cellulose microfibrils:a novel method of preparation using high shear relining and cryocrushing.Chakraborty.Holzforschung.2005,59:102-107;Nano-fibrillation of pulp fibers for the processing of transparent nanocomposites.Iwamoto S,Nakagaito AN,Yano H.2007,89:461-466;The effect of morphological changes from pulp fiber towards nano-scale fibrillated cellulose on the mechanical properties of high-strength plant fiber based composites.Nakagaito AN,Yano H.2004,78:547-552.)
生物酶處理法是通過溫和的酶水解法處理纖維素,然后通過機(jī)械和高壓的勻質(zhì)作用制備出納米尺寸大小的纖維素。(Structure and properties of cellulose nanocompsite films containing melamine formaldehyde.Henriksson M,Berglund LA.J ApplPolym Sci.2007,106:2817-2824;Cellulose nanopaper structures of high toughness.Henriksson M,Berglund LA.Biomacromolecules.2008,9:1579-1585;Isolation of cellulose microfibrils-An enzymatic approach.Janardhnan S,Sain M.Bioresources.2006,1:176-188.)。
化學(xué)處理是通過化學(xué)試劑或閃爆預(yù)處理方法,再經(jīng)過DMSO或TEMPO等方法,將天然纖維素纖維進(jìn)行提純,制備納米纖維素晶須的方法。(硫酸銅助催化制備納米纖維素晶須及其增強(qiáng)水性聚氨酯,李金玲,華南理工大學(xué),2010;納米纖維素晶須及其在納米復(fù)合材料中的應(yīng)用進(jìn)展,李培耀、宋國君、亓峰等,現(xiàn)代化工,2006:96-99;用桑枝皮提取果膠及制備的納米纖維素晶須在絲素復(fù)合膜中的應(yīng)用,劉琳、費(fèi)建明、占鵬飛等,蠶業(yè)科學(xué),2010(1):20-24;天然纖維素納米粒子的制備及性質(zhì),石光、孫林、陳錦龍等,華南師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2008(4):68-73。Structure,morphology and thermal characteristics of banana nano fibers obtained by steam explosion[J].Deepa B,Abraham E,Cherian B M,et al.BIORESOURCE TECHNOLOGY.2011,102:1988-1997;Physico-mechanical properties of the jute micro/nanofibril reinforced starch/polyvinyl alcohol biocomposite films.Das K,Ray D,Bandyopadhyay N R,et al.Composites part B. 2011,42:376-381.)。
在這里,物理法主要依靠機(jī)械力,耗能較大。生物法所需條件為常溫常壓,不僅可以避免酸水解法所產(chǎn)生的大量廢酸和雜質(zhì),同時(shí)也可以減少水和動(dòng)力資源的消耗,對實(shí)驗(yàn)設(shè)備要求低,但所需時(shí)間很長,且對酶的要求很高。大部分研究者對納米纖維素晶須的制備主要采用化學(xué)法?;瘜W(xué)法有污染,易腐蝕設(shè)備,但效率高?;瘜W(xué)方法中的酸水解法制備納米纖維素晶須會產(chǎn)生大量的廢酸和雜質(zhì),污染環(huán)境,會腐蝕設(shè)備,且反應(yīng)后殘留物較難回收,但制備工藝比較成熟,目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。氧化法是最近幾年才開始研究的,避免了制備過程中產(chǎn)生廢酸,減少了對設(shè)備的要求。
目前,國內(nèi)外在納米纖維素上的制備相關(guān)的文章和專利介紹,結(jié)果如下:如:A novel green approach for the preparation of cellulose nanowhiskers from white coir,Diego M.Naschimento,Jessica S.Almeida,Amanda F.Dias et al.Carbohydrate Polymers,2014,110,456-463是通過乙酸和鹽酸預(yù)處理,經(jīng)雙氧水和堿處理,再通過硫酸處理后制的椰殼納米纖維素晶須;Cell nanowhiskers from coconut husk fibers:Eeffect of preparation conditions on their thermal and morphological behavior,M.F.Rosa,E.S.Medeiros,J.A.Malmonge et al.Carbohydrate Polymers,2010,81,83-92以及Effect of pre-acid-hydrolysis treatment on morphology and properties of cellulose nanowhiskers from coconut hust,Farah Fahma,Shinichiro Iwamoto,Naruhito Hori et al.Cellulose,2011,18,443-450都是經(jīng)過堿和亞氯酸鈉處理,再通過硫酸處理得到椰殼納米纖維素的方法。
也有較多相關(guān)專利介紹了納米纖維素晶須的制作工藝,主要涉及物理、酶法、化學(xué)和氧化法等,其中大多采用兩種或兩種以上方法相結(jié)合的方式。如專利CN104311675A、CN105369663A、CN103938477A和CN103492637A主要采用研磨的方式制備納米纖維素。而專利CN105367670A、CN105175557A、CN104963228A、CN104846679A、CN104761648A、CN104583492A、CN104099794A、CN103774481A、CN103193889A和CN104448007A等采用多種方法相互作用,達(dá)到提取納米纖維素的目的。但制作方法均與本發(fā)明不同。其中,最為相關(guān)的CN201210216631.8是利用預(yù)處理、添加過氧化氫抑制劑和超聲波輔助的方法,從椰殼中提取半纖維素的方法,但此專利著重在于成份的提取。 專利CN201510171351.3,CN201510172664.0,CN201510172902.8是通過預(yù)處理、生化處理、機(jī)械粉碎、DMSO和TEMPO氧化處理的方法,從玉米苞葉、棉桿皮和秸稈中提取纖維素納米晶須的方法。其中TEMPO氧化法是利用TMPO/NaCLO/NaBr三元體系對天然纖維素氧化。專利CN201510173982.9是以低纖維素含量植物纖維為原料,經(jīng)預(yù)處理、醚化處理和堿處理和TEMPO氧化處理后制的納米纖維素晶須的方法;專利CN201510050169.2是把桑皮通過閃爆-超聲波脫膠和漂白的方法制的納米纖維素晶須的專利。專利CN201310033311是一種利用纖維素酶水解毛竹纖維制備納米微晶纖維素的方法。專利CN201210165585是通過堿處理和TEPO氧化方法從麻纖維中制備納米晶須的方法。專利CN201280027973是以雜環(huán)硝酰基團(tuán)用作催化劑,次氯酸鹽用作主要氧化劑作為氧源,以及叔胺或二氧化氯作為雜環(huán)硝?;鶊F(tuán)的激活劑制作纖維素產(chǎn)品的方法。上述氧化方法著重是纖維素纖維的制取。這些專利與本發(fā)明在預(yù)處理的方式、氧化作用等的處理方式上均存在明顯不同。主要體現(xiàn)在:其一、在處理對象上存在顯著不同,椰殼纖維是兩層結(jié)構(gòu)的生物細(xì)胞壁膜,不同于單層胞壁膜或無細(xì)胞壁膜的棉、麻、秸稈、稻麥稈纖維素纖維。其二、椰殼纖維中的管纖維(單細(xì)胞)的結(jié)晶結(jié)構(gòu)為螺旋晶帶結(jié)構(gòu),晶體完整性好,處理方法與原纖分離能級不一樣,尤其在氧化過程中需要逐級加大處理力度,力求得到管纖維中的原纖結(jié)構(gòu)體。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是提供一種利用天然纖維素纖維制備不同尺度納米原纖的方法。
為了達(dá)到上述目的,本發(fā)明提供了一種利用天然纖維素纖維制備不同尺度納米原纖的方法,其特征在于,包括:
第一步:將天然纖維素纖維加入到濃度為5~12g/L的NaOH溶液中,固液重量比為1∶15~1∶30,在60~98℃下攪拌并同步超聲波震蕩0.2~3小時(shí)后,固液分離,將所得固體洗滌至少一次,得到溶脹和分離的天然纖維素纖維及部分單細(xì)胞管狀纖維;
第二步:將所得的溶脹和分離的天然纖維素纖維及部分單細(xì)胞管狀纖維按固液重量比1∶30~1∶50完全浸沒于含NaOH和NaClO的混合溶液中,所述的含NaOH和NaClO的混合溶液中NaOH的濃度為20-80g/L,NaClO的濃度為15-65g/L, 在60~98℃下攪拌并同步超聲波震蕩1~20小時(shí)后,得到含納米原纖的混合液;
第三步:將所得的含納米原纖的混合液先以2000~5000rpm的轉(zhuǎn)速進(jìn)行第一次離心分離除雜后,取下層液體進(jìn)行步驟A、步驟B或步驟C:
步驟A:直接進(jìn)行透析0.5~3天,得到納米原纖乳液,干燥得到納米原纖;
步驟B:以轉(zhuǎn)速9000-13000rpm進(jìn)行第二次離心分離,將上層液體干燥得到微原纖集束原纖和微原纖的混合體,將下層液體經(jīng)透析0.5~3天,得到納米原纖乳液,干燥得到基原纖;
步驟C:以轉(zhuǎn)速5000-8000rpm進(jìn)行第二次離心分離,將上層液體干燥得到微原纖集束原纖。
優(yōu)選地,所述的步驟C還包括:將第二次離心分離所得的下層液體經(jīng)透析0.5~3天,得到納米原纖乳液,干燥得到基原纖與微原纖的混合體。
優(yōu)選地,所述的步驟C還包括:將第二次離心分離所得的下層液體以轉(zhuǎn)速9000-13000rpm進(jìn)行第三次離心分離,將上層液體干燥得到微原纖及微原纖集束原纖;
更優(yōu)選地,所述的步驟C還包括:將第三次離心分離所得的下層液體經(jīng)透析0.5~3天,得到納米原纖乳液,干燥得到基原纖。
優(yōu)選地,所述的天然纖維素纖維為椰殼纖維。
更優(yōu)選地,所述的椰殼纖維的制備方法包括:將椰殼開松,獲得纖維團(tuán),將所得的纖維團(tuán)進(jìn)行煮練、洗滌并擠壓去水,烘干,得到椰殼纖維。
更優(yōu)選地,所述的煮練、洗滌并擠壓去水循環(huán)進(jìn)行,循環(huán)次數(shù)為1~4次。
更優(yōu)選地,所述的煮練包括將纖維團(tuán)浸沒于水中,置于60~98℃水浴鍋中,煮練膨潤0.2~3小時(shí)。
更優(yōu)選地,所述的開松采用機(jī)械打擊、揉搓和扯拉中的至少一種。
更優(yōu)選地,所述的洗滌為放水洗滌或換槽洗滌。
更優(yōu)選地,所述的烘干為在80℃烘箱中烘干。
優(yōu)選地,所述的第一步中的攪拌速度為300-1000rpm,超聲波震蕩頻率為10~50kHz。
更優(yōu)選地,所述的第一步中的“洗滌”的具體步驟包括:將所得固體加去離子水洗滌、再真空抽濾,“洗滌”后使濾液呈微堿性或中性。
優(yōu)選地,所述的第二步中的攪拌速度為300-1000rpm,超聲波震蕩頻率為10~50kHz。
本發(fā)明還提供了上述利用天然纖維素纖維制備納米原纖的方法所制備的納米原纖在直接制備納米~亞微米厚度的超薄納米原纖膜或作為增強(qiáng)材料制備纖維素基質(zhì)或高聚物基質(zhì)的納米~亞微米厚度的復(fù)合纖維或復(fù)合膜中的作用。
優(yōu)選地,所述的納米~亞微米厚度的超薄納米原纖膜為過濾膜或生物醫(yī)用材料。
本發(fā)明所述的單細(xì)胞管纖維是指由多細(xì)胞構(gòu)成的椰殼纖維中分離出的單細(xì)胞管狀纖維。
本發(fā)明所述的微堿性是指pH為8-9。
本發(fā)明所述的微原纖集束原纖的直徑為60-200nm左右,所述的纖維素微原纖的直徑為20~60nm左右,所述的纖維素基原纖的直徑為6~20nm左右。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效果是:
1、本發(fā)明克服了傳統(tǒng)的纖維分離方法中分離的隨機(jī)性大、晶須偏粗和粗細(xì)離散大,而且不易獲得高產(chǎn)率、且晶須尺寸無法控制的問題,采用靶向性溶脹與溶解原纖間質(zhì)與超聲波微氣泡沖擊擴(kuò)大而高效、低損傷地分離獲得微原纖和基原纖,有助于椰殼纖維的高技術(shù)和精細(xì)化的循環(huán)利用,有利于纖維素纖維資源的可持續(xù)發(fā)展。
2、本發(fā)明可以有效、高產(chǎn)率地制取納米尺寸的原纖;
3、本發(fā)明可分級分離提取基原纖(6~20nm)、微原纖(20~60nm)和微原纖集束原纖體(60~200nm),以進(jìn)行不同尺度和表面效應(yīng)的纖維膜及復(fù)合纖維的應(yīng)用;
4、本發(fā)明相比于物理法和生物法制備納米原纖,具有能耗低和效率高的特點(diǎn),相比于酸水解法制備納米原纖,本發(fā)明對設(shè)備的腐蝕性較小,低能耗、低污染。這為椰殼纖維資源的高檔次、清潔化利用,為環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展提供了創(chuàng)新實(shí)用技術(shù)。
附圖說明
圖1為實(shí)施例1制備的椰殼納米原纖體的透射電子顯微鏡(TEM)照片;
圖2為實(shí)施例2制備的椰殼納米微原纖的透射電子顯微鏡(TEM)照片;
圖3為實(shí)施例3制備的椰殼納米基原纖的透射電子顯微鏡(TEM)照片;
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例,進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解,這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解,在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改,這些等價(jià)形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
實(shí)施例1
一種利用椰殼纖維制備不同尺度納米原纖的方法,具體步驟為:
(1)開松除雜、煮練膨潤和清洗去粘附雜質(zhì):通過機(jī)械打擊、揉搓和扯拉將椰殼開松,去除粘連的椰殼纖維及根部的雜質(zhì),獲得纖維團(tuán),將所得的纖維團(tuán)進(jìn)行煮練、洗滌并擠壓去水,所述的煮練、洗滌并擠壓去水的具體步驟包括將纖維團(tuán)置于燒杯內(nèi),完全浸沒于水中,置于98℃水浴鍋中進(jìn)行煮練膨潤1小時(shí),煮練的同時(shí)以500rpm的轉(zhuǎn)速攪拌,煮練后采用多級羅拉裝置對纖維團(tuán)進(jìn)行擠壓去水,用水洗滌,再擠壓去水;所述的煮練、洗滌并擠壓去水循環(huán)進(jìn)行4次,以去除纖維間基質(zhì),之后,置于80℃烘箱中烘干到恒重,切斷長度約7~20mm,得到椰殼纖維;
(2)堿液浸泡溶脹與同步超聲波震蕩分離:將椰殼纖維加入到濃度為8g/L的NaOH溶液中,固液重量比為1:30,置于超聲波清洗儀中,在90℃下以500rpm的速度攪拌并同步超聲波震蕩(20kHz)1小時(shí)后,真空抽濾,將所得固體加入去離子水洗滌并真空抽濾4次,使濾液為中性,得到溶脹和分離的椰殼纖維及部分單細(xì)胞管狀纖維(為黃色絮體);
(3)NaClO-NaOH混合液氧化溶解與超聲波分離:將所得的溶脹和分離的椰殼纖維及部分單細(xì)胞管狀纖維按固液重量比1∶40完全浸沒于含NaOH和NaClO的混合溶液中,所述的含NaOH和NaClO的混合溶液中NaOH的濃度為30g/L,NaClO的濃度為18g/L,溶劑為去離子水,置于超聲波清洗儀中在90℃下以500rpm的速度攪拌并同步超聲波震蕩(20kHz)10小時(shí)后,得到含納米原纖的混合液;
(4)將所得的含納米原纖的混合液先以5000rpm的轉(zhuǎn)速離心分離去除粒徑為100nm以上的顆粒、鹽類及較大原纖體等雜質(zhì),將剩下的溶液直接采用市售 的常規(guī)透析膜(截留分子量為6000)采用去離子水進(jìn)行透析2天,以去除離子和低分子雜質(zhì),得到納米原纖乳液,在80℃干燥1h得到納米原纖,其可以用于制作納米厚度的原纖膜而作為過濾膜或生物醫(yī)用材料等。
本實(shí)施方式制備的納米原纖如圖1所示:納米原纖的直徑在10-94nm,平均直徑在75nm,其產(chǎn)率為實(shí)測結(jié)晶度34.5%的76.3%。
實(shí)施例2
一種利用椰殼纖維制備不同尺度納米原纖的方法,具體步驟為:
(1)開松除雜、煮練膨潤和清洗去粘附雜質(zhì):通過機(jī)械打擊、揉搓和扯拉將椰殼開松,去除粘連的椰殼纖維及根部的雜質(zhì),獲得纖維團(tuán),將所得的纖維團(tuán)進(jìn)行煮練、洗滌并擠壓去水,所述的煮練、洗滌并擠壓去水的具體步驟包括將纖維團(tuán)置于燒杯內(nèi),完全浸沒于水中,置于80℃水浴鍋中進(jìn)行煮練膨潤3小時(shí),煮練的同時(shí)以500rpm的轉(zhuǎn)速攪拌,煮練后采用多級羅拉裝置對纖維團(tuán)進(jìn)行擠壓去水,用水洗滌,再擠壓去水;所述的煮練、洗滌并擠壓去水循環(huán)進(jìn)行3次,以去除纖維間基質(zhì),之后,置于80℃烘箱中烘干到恒重,切斷長度約8~15mm,得到椰殼纖維;
(2)堿液浸泡溶脹與同步超聲波震蕩分離:將椰殼纖維加入到濃度為10g/L的NaOH溶液中,固液重量比為1∶30,置于超聲波清洗儀中,在80℃下以800rpm的速度攪拌并同步超聲波震蕩(30kHz)2小時(shí)后,真空抽濾,將所得固體加入去離子水洗滌并真空抽濾3次,使濾液為中性,得到溶脹和分離的椰殼纖維及部分單細(xì)胞管狀纖維(為黃色絮體);
(3)NaClO-NaOH混合液氧化溶解與超聲波分離:將所得的溶脹和分離的椰殼纖維及部分單細(xì)胞管狀纖維按固液重量比1∶30完全浸沒于含NaOH和NaClO的混合溶液中,所述的含NaOH和NaClO的混合溶液中NaOH的濃度為50g/L,NaClO的濃度為30g/L,溶劑為去離子水,置于超聲波清洗儀中在80℃下以800rpm的速度攪拌并同步超聲波震蕩(30kHz)15小時(shí)后,得到含納米原纖的混合液;
(4)將所得的含納米原纖的混合液先以5000rpm的轉(zhuǎn)速離心分離去除粒徑為100nm以上的顆粒、鹽類及較大原纖體等雜質(zhì)后,取下層液體以8000rpm的轉(zhuǎn)速進(jìn)行再一次離心分離,將上層液體在80℃干燥1h得到微原纖集束原纖,將 下層液體采用市售的常規(guī)透析膜(截留分子量為8000)采用去離子水進(jìn)行透析2天,以去除離子和低分子雜質(zhì),得到納米原纖乳液,干燥得到納米原纖,其為微原纖和基原纖的混合物,可以作為更薄納米厚度的原纖膜而作為過濾膜或生物醫(yī)用材料等。
本實(shí)施方式制備的納米原纖如圖2所示:納米原纖的直徑在6-55nm,平均直徑在38.2nm,其產(chǎn)率為實(shí)測結(jié)晶度32.6%的60.3%。
實(shí)施例3
一種利用椰殼纖維制備不同尺度納米原纖的方法,具體步驟為:
(1)開松除雜、煮練膨潤和清洗去粘附雜質(zhì):通過機(jī)械打擊、揉搓和扯拉將椰殼開松,去除粘連的椰殼纖維及根部的雜質(zhì),獲得纖維團(tuán),將所得的纖維團(tuán)進(jìn)行煮練、洗滌并擠壓去水,所述的煮練、洗滌并擠壓去水的具體步驟包括將纖維團(tuán)置于燒杯內(nèi),完全浸沒于水中,置于70℃水浴鍋中進(jìn)行煮練膨潤3小時(shí),煮練的同時(shí)以500rpm的轉(zhuǎn)速攪拌,煮練后采用多級羅拉裝置對纖維團(tuán)進(jìn)行擠壓去水,用水洗滌,再擠壓去水;所述的煮練、洗滌并擠壓去水循環(huán)進(jìn)行3次,以去除纖維間基質(zhì),之后,置于80℃烘箱中烘干到恒重,切斷長度約5~8mm,得到椰殼纖維;
(2)堿液浸泡溶脹與同步超聲波震蕩分離:將椰殼纖維加入到濃度為12g/L的NaOH溶液中,固液重量比為1:40,置于超聲波清洗儀中,在70℃下以1000rpm的速度攪拌并同步超聲波震蕩(50kHz)2小時(shí)后,真空抽濾,將所得固體加入去離子水洗滌并真空抽濾3次,使濾液為中性,得到溶脹和分離的椰殼纖維及部分單細(xì)胞管狀纖維(為黃色絮體);
(3)NaClO-NaOH混合液氧化溶解與超聲波分離:將所得的溶脹和分離的椰殼纖維及部分單細(xì)胞管狀纖維按固液重量比1∶50完全浸沒于含NaOH和NaClO的混合溶液中,所述的含NaOH和NaClO的混合溶液中NaOH的濃度為80g/L,NaClO的濃度為65g/L,溶劑為去離子水,置于超聲波清洗儀中在70℃下以1000rpm的速度攪拌并同步超聲波震蕩(50kHz)20小時(shí)后,得到含納米原纖的混合液;
(4)將所得的含納米原纖的混合液先以5000rpm的轉(zhuǎn)速離心分離去除粒徑 為100nm以上的顆粒、鹽類及較大原纖體等雜質(zhì)后,取下層液體以9000rpm的轉(zhuǎn)速進(jìn)行一次離心分離,將上層液體在80℃干燥1h得到微原纖集束原纖和微原纖的混合體,將下層液體采用市售的常規(guī)透析膜(截留分子量為10000,采用去離子水進(jìn)行透析2天,以去除離子和低分子雜質(zhì),得到納米原纖乳液,在80℃干燥1h得到基原纖,可將其作為超細(xì)膜。本實(shí)施方式制備的納米原纖如圖3所示:所述的基原纖的直徑在5-22nm,平均直徑在16.3nm,其產(chǎn)率為實(shí)測結(jié)晶度34.1%的57.9%。所述的微原纖集束原纖和微原纖的混合體的直徑在19.3-187nm,平均直徑88.2nm,其得率為39.5%。