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葵花籽壳纳米纤维素制备工艺优化及其表征
一、引言
葵花籽壳是一种重要的农作物废弃物，其主要成分为纤维素和木质素。纳米纤维素作为一种新型纳米材料因具有高比表面积、高化学反应活性和低毒性等特点，引起了广泛关注。本文通过对葵花籽壳纳米纤维素的制备工艺进行优化，并对其进行了表征分析，从而研究其结构和性能。
二、制备工艺优化
1.原料处理
葵花籽壳干燥后通过研磨成为粉末状，然后用80%的次氯酸溶液漂白处理，去除非纤维素组分。接着，用80%乙酸处理，去除木质素等杂质。
2.纤维素提取
漂白后的葵花籽壳粉末通过水预处理，然后放入5%氢氧化钠溶液中，反应2小时。该体系中的纤维素被水解得到纳米尺寸的纤维素。反应后，用去离子水反复洗涤获得纤维素沉淀。
3.纳米纤维素制备
获得的纤维素沉淀通过超声处理分散，并添加到表面活性剂(CMC)溶液中。采用超声辐照法制备葵花籽壳纳米纤维素，温度控制在60℃，超声功率控制在200W，反应时间为60min。
三、表征分析
1.形态结构表征
通过扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)观察纤维素颗粒的形态结构，发现其为纳米颗粒，呈现出纤维状或片状。
2.粒径分析
通过动态光散射仪(DLS)对纤维素粒径进行分析，得到其平均粒径为45nm，分散性小。
3.化学成分分析
采用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)对样品进行分析，确认其含有纤维素的功能基团。同时，通过热重分析(TGA)和差热分析(DTA)，纳米纤维素的热稳定性也得到了验证。
四、结论
通过对葵花籽壳纳米纤维素制备工艺的优化，并进行表征分析，发现其纳米纤维素颗粒呈现出较小的粒径和较好的分散性。同时，通过化学成分分析和热稳定性分析，证明制备得到的纳米纤维素符合所需的化学性质和物理性质和可用于各种应用场合，为葵花籽壳等农作物废弃物资源化提供新思路和方法。