【摘要】：納米微晶纖維素(CNCs)作為一種新型的生物質(zhì)基氋分子材料,目前在多個(gè)領(lǐng)域內(nèi)成為研究的熱點(diǎn)。因其優(yōu)異的機(jī)械性能、光學(xué)性能等應(yīng)用在化妝品、復(fù)合材料等領(lǐng)域,而如何將CNCs進(jìn)行可控的制備和表征對于它的應(yīng)用有指導(dǎo)性的意義。微流控技術(shù)由于其靈敏度高、樣品消耗少、自動(dòng)化的優(yōu)點(diǎn),在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域、化學(xué)反應(yīng)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。結(jié)合CNCs和微流控技術(shù),將微流控芯片為基礎(chǔ)研究CNCs的新型制備和表征技術(shù),探索制備CNCs的最佳工藝條件,將制備好的CNCs進(jìn)行熒光標(biāo)記,然后在微流控芯片上實(shí)現(xiàn)快速表征。本文首先研究了納米微晶纖維素在微流控芯片中的流動(dòng)特性,并根據(jù)其流動(dòng)特性設(shè)計(jì)了一套具備完整承載反應(yīng)平臺(tái)的微流控芯片,包括微流控芯片的通道形狀設(shè)計(jì),樣品和反應(yīng)試劑的加入,在芯片中控制反應(yīng)流體流動(dòng),將樣品和反應(yīng)試劑混合,以及反應(yīng)的終止和最終產(chǎn)物的收集等等功能。以微晶纖維素(MCC)為原料,以設(shè)計(jì)好的芯片作為載體選取酸水解法制備納米微晶纖維素。根據(jù)制備出的CNCs產(chǎn)率和粒徑尺寸優(yōu)化反應(yīng)的工藝條件,得到的最佳工藝條件為:硫酸濃度60%(w/w)、反應(yīng)溫度35℃、水解反應(yīng)時(shí)間40 min。在此工藝條件下得到的CNCs的產(chǎn)率為43.76%,CNCs的長度為204 nm,寬度為20nm。制備出的CNCs在水分散體系中能形成穩(wěn)定的透明懸浮液,在室溫下長期放置不會(huì)出現(xiàn)分層或者沉淀現(xiàn)象。將制備的CNCs進(jìn)行熒光標(biāo)記,通過粒子追蹤測速技術(shù)(PTV)對其進(jìn)行表征,在液體中流動(dòng)的CNCs經(jīng)過特殊波長的光源照射會(huì)發(fā)出熒光并在EMCCD上成像,成像后PC根據(jù)算法對成像進(jìn)行識(shí)別,識(shí)別過后PC進(jìn)行尺寸和流速的計(jì)算,由該方法檢測酸水解法制得的納米纖維素寬度為14 nm,長度為200 nm,與上述SEM測得的尺寸數(shù)據(jù)分布基本一致。
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TN492;TQ352.1
【圖文】：

圖 1-1 納米纖維素的化學(xué)結(jié)構(gòu)圖不同來源得到的納米纖維素的聚合度也并不相同。根據(jù)Ｘ射線衍射光譜對納米纖維素的研究，納米纖維素中有一部分區(qū)域分子排列雜亂、松弛，分子鏈排列不整齊，這部分之為無定型區(qū)，而另一部分區(qū)域的呈現(xiàn)出高度有序的狀態(tài)，排列整齊，分子間結(jié)合力

圖 1-2 酸水解法制備納米微晶纖維素微晶纖維素的晶型、結(jié)晶結(jié)構(gòu)、粒子尺寸等主要受纖維素原料和纖維因素的影響。1947 年，Nickerson 和 Habrle 最早采用酸水解法處理纖纖維素，他們以木材和棉絮為原料，再選用鹽酸和硫酸的混合酸，將

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2722306