c-6羧基纖維素的制備及其應(yīng)用研究.pdf

1、纖維素來(lái)源廣泛且產(chǎn)量很大，但是附加值低，需要改變其結(jié)構(gòu)來(lái)獲得新的功能。C-6羧基纖維素（C-6氧化纖維素），作為一種重要的纖維素衍生物，可用作醫(yī)用抗凝血?jiǎng)?、止血紗布、煙草替代品及照相紙離子交換材料等。本論文以微晶纖維素為原料，通過(guò)HNO3/H3PO4-NaNO2氧化體系對(duì)其進(jìn)行選擇性氧化，制備C-6氧化纖維素，并對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行表征與分析。研究探索了以制備的C-6氧化纖維素為吸附劑，對(duì)水中的雙酚A的吸附性能。同時(shí)用C-6氧化纖維素與鈣離子絡(luò)合

2、，制備了C-6氧化纖維素鈣鹽，并對(duì)其熱穩(wěn)定性及成炭性能進(jìn)行了研究。具體研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:
　　(1)以NaOH潤(rùn)脹后的微晶纖維素為原料，采用HNO3/H3PO4-NaNO2體系對(duì)其進(jìn)行選擇性氧化，并通過(guò)傅里葉紅外光譜(FTIR)和固體13C核磁共振譜的測(cè)試，對(duì)其分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。結(jié)果表明，氧化反應(yīng)發(fā)生在C-6位的伯羥基上，羥基被氧化為羧基。通過(guò)酸堿中和滴定法和粘度法對(duì)氧化產(chǎn)物的羧基含量和聚合度進(jìn)行測(cè)試，測(cè)得反應(yīng)96 h的產(chǎn)物的羧

3、基含量為20％，聚合度明顯降低，說(shuō)明氧化過(guò)程中氧化劑由纖維素?zé)o定形區(qū)進(jìn)入結(jié)晶區(qū)，使糖苷鍵斷裂，分子量下降。通過(guò)X-射線衍射(XRD)測(cè)試對(duì)氧化前后結(jié)晶度測(cè)試結(jié)果表明，NaOH潤(rùn)脹后的微晶纖維素的晶型已為Ⅱ，氧化后晶型為Ⅱ且結(jié)晶度再次下降，說(shuō)明氧化反應(yīng)破壞了分子內(nèi)的氫鍵作用，具有消晶作用。
　　(2)以羧基含量為20％的C-6氧化纖維素為吸附劑，對(duì)水溶液中的內(nèi)分泌干擾物雙酚A進(jìn)行吸附，研究了不同條件下C-6氧化纖維素的吸附性能。結(jié)果

4、表明，在298 K時(shí)，C-6氧化纖維素對(duì)雙酚A的最大吸附量(qm)為12.67 mg/g，吸附平衡時(shí)間為30min，平衡吸附量隨雙酚A濃度增加而增加，溶液pH值為中性及低溫條件有利于吸附的進(jìn)行，溶液中存在電解質(zhì)則不利于吸附。雙酚A的吸附過(guò)程屬于單分子層吸附，以化學(xué)吸附為主，符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程和Langmuir吸附等溫模型。
　　(3)以C-6氧化纖維素為原料，與鈣離子絡(luò)合，制備了C-6氧化纖維素鈣鹽。采用原子吸收分光光度計(jì)測(cè)得鈣

5、含量為8％。用熱重分析(TGA)測(cè)試研究了C-6氧化纖維素及其鈣鹽的熱降解行為，結(jié)果表明，C-6氧化纖維素及其鈣鹽的初始熱分解溫度分別為129℃和142℃，在800℃時(shí)的殘?zhí)苛糠謩e為22％和32％，說(shuō)明鈣離子的絡(luò)合提高了C-6氧化纖維素的熱穩(wěn)定性和成炭性能。通過(guò)掃描電鏡對(duì)殘?zhí)啃蚊策M(jìn)行了測(cè)試，結(jié)果表明，C-6氧化纖維素與鈣離子絡(luò)合后，形成了均一致密的炭層;對(duì)殘?zhí)康募t外測(cè)試分析表明，有CaCO3覆蓋于其表面。通過(guò)熱重及紅外光譜聯(lián)用(TG-F