近日，我校质料科学与工程学院、生物质质料科学与技术教育部重点实验室在生物质纳米纤维素的绿色制备、纳米结构表征与功效性开发等研究方面取得重要进展。研究结果以“Facile Extraction of Cellulose Nanocrystals from Wood Using Ethanol and Peroxide Solvothermal Pretreatment Followed by Ultrasonic Nanofibrillation”为题在线发表在《Green Chemistry》杂志上（Green Chem. 2015, DOI：10.1039/C5GC02576A）。我校为该文章的独立署名单元，论文的第一作者是质料学院木材科学与技术学科2013级硕士研究生李艳娜，配相助者包罗2015级博士研究生刘永壮、陈文帅讲师、王清文教授、刘一星教授和李坚院士，通讯作者为于海鹏教授。《Green Chemistry》是英国皇家化学学会（Royal Society of Chemistry）出书的绿色化学和可连续生长研究领域的著名期刊，最新的影响因子已到达8.020，近5年平均影响因子为8.294。文章的发表标志着我校林木资源高效利用高水平科研结果的接续突破，也是我校研究生培养的又一结果。
???文章的课题配景是从废弃的木粉资源中高效制备出纳米纤维素这种生物基纳米质料，并生长其在功效性、高附加值产物中的应用。这一研究偏向在李坚院士的指导下，获得质料学院和生物质质料科学与技术教育部重点实验室的高度重视和支持，经过6年多的研究事情开展，已取得一系列的研究结果。在科学出书社出书了海内此领域的首部专著，并发表SCI论文近20篇，一些论文发表在《ChemSusChem》、《Soft Matter》、《ChemPlusChem》、《Carbohydrate Polymers》、《Cellulose》、《Composites Science and Technology》等期刊上，相关研究结果还获得了国家授权发现专利4项。
論文提要：
在全球關注可持續資源和能源發展的配景下，對林木資源的高效利用也被日益重視。當前林木資源的生物精煉技術發展不僅瞄向液體燃料和化學品，也包罗制備新型的生物基中間産品，其中以納米纖維素爲主要代表。在納米纖維素的制備過程中，植物細胞壁複雜的結構和組分構效會帶來“生物解聚屏障”效應，導致納米纖維素的分離困難。傳統上多接纳強酸水解法、機械分離法或它們聯合的要领加以解決，但也存在廢液汙染環境問題和處理能耗高的問題。針對傳統要领存在的問題，課題組前期提出了化學預處理結合機械法納米纖絲化的技術思想和實現要领，取得了積極的效果和良好的學術影響。本研究進一步報道了以65%乙醇溶劑和堿性過氧化氫聯合處理木質原料，進而再通過高強度超聲波分離出納米纖維素的技術要领。研究事情通過組分含量變化、傅裏葉紅外光譜、13C核磁共振譜、1H–13C二維核磁共振譜、凝膠滲透色譜、掃描電鏡、透射電鏡、X射線衍射、熱重分析、紫外-可見光吸收光譜、萬能力學測試等手段，系統分析了溶劑和反應條件對木質原料預處理效果以及納米晶纖維素産物性能的影響，解析了相關影響機制。研究結果揭示，通過單獨的乙醇溶劑熱處理可溶解分離出97%的木質素和近70%的半纖維素，接下來的過氧化氫處理又可去除剩余的木質素和1/3的半纖維素，獲得組分含量達95%的高純度纖維素；進一步結合超聲空化效應的機械處理要领，可乐成制備出納米晶纖維素。制備出的納米晶纖維素，表現出與傳統要领相近的産率、尺寸、形態以及結晶度，但具有更優的熱穩定性能。這些結果證實這是一種較爲理想的木質纖維預處理替代要领，展現了傳統要领所不具備的高效率和環境友好性，有望發展成爲一種具有應用前景的生物質納米纖維素制備技術。（王奉強）
論文鏈接：http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2015/gc/c5gc02576a
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