内切纤维素酶预处理纤维素,制备纤维素纳米晶体开题报告

 2021-08-08 02:08

全文总字数:1997字

1. 研究目的与意义

研究目的:纤维素纳米晶体的制备是以纤维素为原料,通过可控的化学、物理或生物方法制得。内切酶水解法则是在更温和的反应条件下,通过破坏纤维素的无定形区制得高结晶度的纤维素纳米晶体,能够应用在纳米精细化工、纳米医药、纳米食品、纳米复合材料和新能源中。

研究意义:纤维素是由植物光合作用合成的取之不尽、用之不竭的天然高分子,也成为越来越重要的化工原料。将纳米技术应用到纤维素领域,能制备出性能优良的材料,可广泛应用于多个领域。在当今世界面临资源快速消耗、环境恶化的形势下,注重可持续发展的纤维素资源具有重要战略意义。

2. 国内外研究现状分析

国外研究概况:国外对纳米纤维素的制备最早始于1886年,brown通过木醋杆菌合成了一种胞外呈凝胶状的物质。但由于无合适的实验手段,未得到重视。从20世纪后期起,纤维素开始引起了人们的关注。1980年,thrbak等用高速搅拌机处理木浆,得到了纳米级的网状结构纤维素。brumer等通过转糖基酶以化学和酶同时改性的方式活化纳米纤维素表面,从而不至于在纤维素晶体表面修饰的同时破坏基元原纤和晶体内部结构。还有很多不同方法制备纳米纤维素的研究。目前国外对纳米纤维素研究的科学手段已经健全,趋向于将制备工艺规模化。2012年美国林务局开办全美首家纳米纤维素制备工厂,以期引领可再生材料的发展。

国内研究概况:我国在纳米纤维素方面的研究开发尚处于起步阶段,近年来取得较大成就主要在定点选择取代和新型纤维素溶剂。与合成高分子功能材料相比,纤维素功能材料具有的环境协调性和生物可协调性使其成为目前材料研究中最为活跃的领域之一,如:华南理工大学古菊等利用改性纳米纤维素晶须补强天然橡胶,海南大学桂红星等人用共凝沉淀法制得纳米纤维素/天然橡胶复合材料。我国对于纳米纤维素复合材料仍有许多问题急需解决,如:没有商品化产品;亟待开发出高效、便捷的分离处理技术;对木质纤维素原料改性之前需要选择合适的预处理方法,破坏三大素之间的键合,提高反应试剂的可及度。

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3. 研究的基本内容与计划

研究内容:

1.用硫酸铵处理纤维素酶,将内切酶从中分离。

2.以杨木纤维素为原料,用内切酶进行预处理,溶解无定形区,保留结晶区,得到纳米纤维晶体。

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4. 研究创新点

酶解法处理纤维素,反应条件温和、专一性强。

操作简单,避免设备腐蚀和环境污染,是利用可再生资源的绿色途径。

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