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Physicochemical Properties of Nanocellulose Isolated from Cotton Stalk Waste
ACS Omega ( IF 3.7 ) Pub Date : 2021-09-24 , DOI: 10.1021/acsomega.1c02568 Ming Li 1, 2 , Beihai He 2 , Yiyi Chen 3 , Lihong Zhao 2
ACS Omega ( IF 3.7 ) Pub Date : 2021-09-24 , DOI: 10.1021/acsomega.1c02568 Ming Li 1, 2 , Beihai He 2 , Yiyi Chen 3 , Lihong Zhao 2
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In recent years, nanocellulose has become an attractive and high-value-added product. The cotton stalk is a waste product with a high cellulose content. Therefore, nanocellulose can be isolated from the cotton stalk. Properties of nanocellulose are affected by its nanoscale. In this study, the characteristics of cellulose in nanoscale were investigated. A series of cotton stalk nanocelluloses were prepared by sulfuric acid hydrolysis to study their physicochemical properties and the differences of nanocelluloses on different nanoscales. The obtained nanocelluloses were analyzed by atomic force microscopy (AFM), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), thermogravimetric analysis (TA), and X-ray diffractometry (XRD). From the morphology analysis, the mean length and width of nanocelluloses were decreased to 90.5 and 7.0 nm, respectively. From the FTIR analysis, with the particle size decreasing, hydrogen bonds were broken and recombined. Acid hydrolysis mainly acted on intramolecular hydrogen bonds of cellulose macromolecules, especially on O(3)H···O(5) bonds. The crystal arrangement model of nanocellulose was investigated. From the TA analysis, the thermal property was decreased with a reduction of nanocellulose particle size. The CrI of the cotton stalk nanocellulose was the highest at up to 87.10%. The differences of cotton stalk nanocelluloses give significant changes to physicochemical behaviors at the nanoscale. The research would provide a theoretical basis for the future application of nanocelluloses.
中文翻译：
从棉秆废料中分离纳米纤维素的理化性质
近年来，纳米纤维素已成为一种极具吸引力的高附加值产品。棉秆是一种纤维素含量高的废料。因此，可以从棉秆中分离出纳米纤维素。纳米纤维素的特性受其纳米尺度的影响。在这项研究中，研究了纳米级纤维素的特性。采用硫酸水解法制备了一系列棉秆纳米纤维素，研究其理化性质及纳米纤维素在不同纳米尺度上的差异。通过原子力显微镜 (AFM)、傅里叶变换红外光谱 (FTIR)、热重分析 (TA) 和 X 射线衍射 (XRD) 分析获得的纳米纤维素。从形态分析来看，纳米纤维素的平均长度和宽度分别降低到 90.5 和 7.0 nm。从 FTIR 分析来看，随着粒径的减小，氢键断裂并重新结合。酸水解主要作用于纤维素大分子的分子内氢键，尤其是O(3)H…O(5)键。研究了纳米纤维素的晶体排列模型。从 TA 分析来看，热性能随着纳米纤维素颗粒尺寸的减小而降低。棉秆纳米纤维素的 CrI 最高，高达 87.10%。棉秆纳米纤维素的差异使纳米尺度的理化行为发生显着变化。该研究将为纳米纤维素的未来应用提供理论依据。酸水解主要作用于纤维素大分子的分子内氢键，尤其是O(3)H…O(5)键。研究了纳米纤维素的晶体排列模型。从 TA 分析来看，热性能随着纳米纤维素颗粒尺寸的减小而降低。棉秆纳米纤维素的 CrI 最高，高达 87.10%。棉秆纳米纤维素的差异使纳米尺度的理化行为发生显着变化。该研究将为纳米纤维素的未来应用提供理论依据。酸水解主要作用于纤维素大分子的分子内氢键，尤其是O(3)H…O(5)键。研究了纳米纤维素的晶体排列模型。从 TA 分析来看，热性能随着纳米纤维素颗粒尺寸的减小而降低。棉秆纳米纤维素的 CrI 最高，高达 87.10%。棉秆纳米纤维素的差异使纳米尺度的理化行为发生显着变化。该研究将为纳米纤维素的未来应用提供理论依据。棉秆纳米纤维素的 CrI 最高，高达 87.10%。棉秆纳米纤维素的差异使纳米尺度的理化行为发生显着变化。该研究将为纳米纤维素的未来应用提供理论依据。棉秆纳米纤维素的 CrI 最高，高达 87.10%。棉秆纳米纤维素的差异使纳米尺度的理化行为发生显着变化。该研究将为纳米纤维素的未来应用提供理论依据。
更新日期：2021-10-06
中文翻译：
从棉秆废料中分离纳米纤维素的理化性质
近年来，纳米纤维素已成为一种极具吸引力的高附加值产品。棉秆是一种纤维素含量高的废料。因此，可以从棉秆中分离出纳米纤维素。纳米纤维素的特性受其纳米尺度的影响。在这项研究中，研究了纳米级纤维素的特性。采用硫酸水解法制备了一系列棉秆纳米纤维素，研究其理化性质及纳米纤维素在不同纳米尺度上的差异。通过原子力显微镜 (AFM)、傅里叶变换红外光谱 (FTIR)、热重分析 (TA) 和 X 射线衍射 (XRD) 分析获得的纳米纤维素。从形态分析来看，纳米纤维素的平均长度和宽度分别降低到 90.5 和 7.0 nm。从 FTIR 分析来看，随着粒径的减小，氢键断裂并重新结合。酸水解主要作用于纤维素大分子的分子内氢键，尤其是O(3)H…O(5)键。研究了纳米纤维素的晶体排列模型。从 TA 分析来看，热性能随着纳米纤维素颗粒尺寸的减小而降低。棉秆纳米纤维素的 CrI 最高，高达 87.10%。棉秆纳米纤维素的差异使纳米尺度的理化行为发生显着变化。该研究将为纳米纤维素的未来应用提供理论依据。酸水解主要作用于纤维素大分子的分子内氢键，尤其是O(3)H…O(5)键。研究了纳米纤维素的晶体排列模型。从 TA 分析来看，热性能随着纳米纤维素颗粒尺寸的减小而降低。棉秆纳米纤维素的 CrI 最高，高达 87.10%。棉秆纳米纤维素的差异使纳米尺度的理化行为发生显着变化。该研究将为纳米纤维素的未来应用提供理论依据。酸水解主要作用于纤维素大分子的分子内氢键，尤其是O(3)H…O(5)键。研究了纳米纤维素的晶体排列模型。从 TA 分析来看，热性能随着纳米纤维素颗粒尺寸的减小而降低。棉秆纳米纤维素的 CrI 最高，高达 87.10%。棉秆纳米纤维素的差异使纳米尺度的理化行为发生显着变化。该研究将为纳米纤维素的未来应用提供理论依据。棉秆纳米纤维素的 CrI 最高，高达 87.10%。棉秆纳米纤维素的差异使纳米尺度的理化行为发生显着变化。该研究将为纳米纤维素的未来应用提供理论依据。棉秆纳米纤维素的 CrI 最高，高达 87.10%。棉秆纳米纤维素的差异使纳米尺度的理化行为发生显着变化。该研究将为纳米纤维素的未来应用提供理论依据。
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