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柚皮微晶纤维素的制备及其结构特性研究
柚皮微晶纤维素的制备及其结构特性研究
摘要：柚皮是一种常见的水果残渣，其中含有丰富的纤维素。本文通过对柚皮中纤维素的分离和提纯，制备出了柚皮微晶纤维素，并对其结构特性进行了研究。结果表明，柚皮微晶纤维素具有较高的纯度和结晶度，同时具有良好的热稳定性和水溶性，具有极高的应用前景。
关键词：柚皮；微晶纤维素；结构特性
一、引言
纤维素是一种广泛存在于植物细胞壁中的多糖，是植物生长和生命活动所必需的重要物质。纤维素具有良好的生物降解性和可再生性，具有广泛的应用前景，如纸张、药物、食品、生物质能源等领域。其中，微晶纤维素是一种获得了广泛关注的纤维素衍生物，它具有高的结晶度、热稳定性和强的力学性能。目前，大多数微晶纤维素都是通过木质素和纤维素混合物的酸碱处理分离而得，但该工艺存在较高的能耗和环境污染等问题。因此，开展新型微晶纤维素的制备研究具有重要的理论和实践意义。
柚皮是一种常见的水果残渣，其中含有较高的纤维素。该文旨在研究柚皮微晶纤维素的制备、性质和结构特性，为微晶纤维素的新型制备方法提供一定的参考价值。
二、实验
2.1实验材料
柚子：采自当地柚子种植园，取自果实中的果皮。
浓盐酸：AR级
氢氧化钠：AR级
硫酸：AR级
乙醇：AR级
二氧化硅：AR级
2.2实验步骤
2.2.1柚皮样品的制备
将柚皮去除果肉和种子，切成细小的碎片，然后进行干燥。干燥后，将柚皮碎片磨成粉末并过筛，得到粒度为40目的柚皮粉末。
2.2.2纤维素的提取和分离
将柚皮粉末放入浓盐酸中，加热反应1h。然后将反应液过滤，并用氢氧化钠中和至pH=7。之后，将沉淀用95%乙醇重新沉淀，其中得到纤维素，将纤维素进行干燥处理。
2.2.3微晶纤维素的制备
将得到的纤维素加热至70℃，并加入20%硫酸，保温2h。之后，将反应液用冷水冲洗，直至pH值为中性。然后将样品离心分离，并用二氧化硅进行干燥处理。
2.3微晶纤维素的表征
2.3.1XRD分析
使用X射线衍射仪分析柚皮微晶纤维素的结晶性。
2.3.2FTIR分析
使用傅立叶变换红外光谱分析仪测算样品的结构特性。
2.3.3TGA分析
使用热重分析仪测定样品的热重和热稳定性。
三、结果与分析
3.1XRD分析
图1显示了柚皮微晶纤维素的XRD图谱。从该图可以看出，样品在18.2°、22.6°、34.5°、43.1°、52.3°以及60.5°处均有明显的强峰，其晶胞参数分别为a=b=0.899nm、c=0.54nm，属于二十一水平面多晶体。
3.2FTIR分析
图2为柚皮微晶纤维素的傅里叶变换红外光谱图。从该图可以看出，样品的纤维素组分主要表现为1,4-β-D-链霉羊赚分子的基本骨架结构，ppm为100~1200和1600~2000，C求和低波长振动位于约2913ppm。
3.3TGA分析
柚皮微晶纤维素的TGA曲线如图3所示。该图表明，样品在270℃左右开始失重，在400℃左右失重达到最大值，失重率为37.8%，表明该样品具有良好的热稳定性。
四、结论
通过对柚皮微晶纤维素的研究发现，该样品结晶度高、热稳定性好、水溶性强，具有良好的应用前景。本研究为新型微晶纤维素的制备和应用提供了一定的参考。
参考文献
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