CN109320617A - 一种生物基纳米材料及其制备方法 - Google Patents
一种生物基纳米材料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109320617A CN109320617A CN201811086869.7A CN201811086869A CN109320617A CN 109320617 A CN109320617 A CN 109320617A CN 201811086869 A CN201811086869 A CN 201811086869A CN 109320617 A CN109320617 A CN 109320617A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- acid group
- over cure
- acid
- preparation
- sodium
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 68
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 title claims abstract description 43
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 73
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 70
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 52
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 45
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 45
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims abstract description 33
- -1 hydroxyl radical free radical Chemical class 0.000 claims abstract description 30
- 239000012190 activator Substances 0.000 claims abstract description 25
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims abstract description 20
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims abstract description 20
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims abstract description 19
- 241001464837 Viridiplantae Species 0.000 claims abstract description 18
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 claims abstract description 14
- 235000015170 shellfish Nutrition 0.000 claims abstract description 13
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims abstract description 12
- 210000002421 cell wall Anatomy 0.000 claims abstract description 12
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 claims description 60
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 claims description 60
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 40
- 239000002159 nanocrystal Substances 0.000 claims description 40
- 229920002101 Chitin Polymers 0.000 claims description 25
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 25
- CHQMHPLRPQMAMX-UHFFFAOYSA-L sodium persulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O CHQMHPLRPQMAMX-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 24
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 24
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 22
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 22
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 20
- AVXURJPOCDRRFD-UHFFFAOYSA-N Hydroxylamine Chemical compound ON AVXURJPOCDRRFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 241000609240 Ambelania acida Species 0.000 claims description 14
- 239000010905 bagasse Substances 0.000 claims description 14
- WBZKQQHYRPRKNJ-UHFFFAOYSA-N disulfurous acid Chemical compound OS(=O)S(O)(=O)=O WBZKQQHYRPRKNJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000002121 nanofiber Substances 0.000 claims description 14
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 claims description 12
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 claims description 12
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 claims description 12
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 claims description 11
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 claims description 11
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 11
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonia chloride Chemical compound [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 9
- 238000003672 processing method Methods 0.000 claims description 9
- 241000238366 Cephalopoda Species 0.000 claims description 8
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 claims description 8
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-N Sulfurous acid Chemical compound OS(O)=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 7
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 7
- 241000196252 Ulva Species 0.000 claims description 6
- MBLBDJOUHNCFQT-LXGUWJNJSA-N aldehydo-N-acetyl-D-glucosamine Chemical compound CC(=O)N[C@@H](C=O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)CO MBLBDJOUHNCFQT-LXGUWJNJSA-N 0.000 claims description 6
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 claims description 6
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- BBLSYMNDKUHQAG-UHFFFAOYSA-L dilithium;sulfite Chemical compound [Li+].[Li+].[O-]S([O-])=O BBLSYMNDKUHQAG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- 238000003801 milling Methods 0.000 claims description 6
- 229910001428 transition metal ion Inorganic materials 0.000 claims description 6
- WOGWYSWDBYCVDY-UHFFFAOYSA-N 2-chlorocyclohexa-2,5-diene-1,4-dione Chemical compound ClC1=CC(=O)C=CC1=O WOGWYSWDBYCVDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- QJZYHAIUNVAGQP-UHFFFAOYSA-N 3-nitrobicyclo[2.2.1]hept-5-ene-2,3-dicarboxylic acid Chemical compound C1C2C=CC1C(C(=O)O)C2(C(O)=O)[N+]([O-])=O QJZYHAIUNVAGQP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 244000131522 Citrus pyriformis Species 0.000 claims description 5
- PQUCIEFHOVEZAU-UHFFFAOYSA-N Diammonium sulfite Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]S([O-])=O PQUCIEFHOVEZAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229920001174 Diethylhydroxylamine Polymers 0.000 claims description 5
- 239000003109 Disodium ethylene diamine tetraacetate Substances 0.000 claims description 5
- ZGTMUACCHSMWAC-UHFFFAOYSA-L EDTA disodium salt (anhydrous) Chemical compound [Na+].[Na+].OC(=O)CN(CC([O-])=O)CCN(CC(O)=O)CC([O-])=O ZGTMUACCHSMWAC-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 5
- WXFIGDLSSYIKKV-RCOVLWMOSA-N L-Metaraminol Chemical compound C[C@H](N)[C@H](O)C1=CC=CC(O)=C1 WXFIGDLSSYIKKV-RCOVLWMOSA-N 0.000 claims description 5
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- GMPKIPWJBDOURN-UHFFFAOYSA-N Methoxyamine Chemical compound CON GMPKIPWJBDOURN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 235000019270 ammonium chloride Nutrition 0.000 claims description 5
- XYXNTHIYBIDHGM-UHFFFAOYSA-N ammonium thiosulfate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]S([O-])(=O)=S XYXNTHIYBIDHGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 5
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- GBAOBIBJACZTNA-UHFFFAOYSA-L calcium sulfite Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])=O GBAOBIBJACZTNA-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 5
- 235000010261 calcium sulphite Nutrition 0.000 claims description 5
- FAYYUXPSKDFLEC-UHFFFAOYSA-L calcium;dioxido-oxo-sulfanylidene-$l^{6}-sulfane Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=S FAYYUXPSKDFLEC-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 claims description 5
- FVCOIAYSJZGECG-UHFFFAOYSA-N diethylhydroxylamine Chemical compound CCN(O)CC FVCOIAYSJZGECG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 235000019301 disodium ethylene diamine tetraacetate Nutrition 0.000 claims description 5
- PCAXGMRPPOMODZ-UHFFFAOYSA-N disulfurous acid, diammonium salt Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)S([O-])(=O)=O PCAXGMRPPOMODZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000004021 humic acid Substances 0.000 claims description 5
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 5
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- JESHZQPNPCJVNG-UHFFFAOYSA-L magnesium;sulfite Chemical compound [Mg+2].[O-]S([O-])=O JESHZQPNPCJVNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 5
- VMESOKCXSYNAKD-UHFFFAOYSA-N n,n-dimethylhydroxylamine Chemical compound CN(C)O VMESOKCXSYNAKD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- KRKPYFLIYNGWTE-UHFFFAOYSA-N n,o-dimethylhydroxylamine Chemical compound CNOC KRKPYFLIYNGWTE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- LUKNLVTZDZMBOU-UHFFFAOYSA-N n-ethoxymethanamine Chemical compound CCONC LUKNLVTZDZMBOU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- QVDVENIYNXDSOK-UHFFFAOYSA-N n-methoxy-n-methylmethanamine Chemical compound CON(C)C QVDVENIYNXDSOK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- CPQCSJYYDADLCZ-UHFFFAOYSA-N n-methylhydroxylamine Chemical compound CNO CPQCSJYYDADLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- SFYMNUXAMCIEES-UHFFFAOYSA-N n-propoxy-n-propylpropan-1-amine Chemical compound CCCON(CCC)CCC SFYMNUXAMCIEES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- XWESXZZECGOXDQ-UHFFFAOYSA-N n-tert-butylhydroxylamine Chemical compound CC(C)(C)NO XWESXZZECGOXDQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- AQFWNELGMODZGC-UHFFFAOYSA-N o-ethylhydroxylamine Chemical compound CCON AQFWNELGMODZGC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- KKVUFSINQFSJNK-UHFFFAOYSA-N o-tert-butylhydroxylamine Chemical compound CC(C)(C)ON KKVUFSINQFSJNK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 claims description 5
- RWPGFSMJFRPDDP-UHFFFAOYSA-L potassium metabisulfite Chemical compound [K+].[K+].[O-]S(=O)S([O-])(=O)=O RWPGFSMJFRPDDP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 5
- 229940043349 potassium metabisulfite Drugs 0.000 claims description 5
- 235000010263 potassium metabisulphite Nutrition 0.000 claims description 5
- BHZRJJOHZFYXTO-UHFFFAOYSA-L potassium sulfite Chemical compound [K+].[K+].[O-]S([O-])=O BHZRJJOHZFYXTO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 5
- 235000019252 potassium sulphite Nutrition 0.000 claims description 5
- 239000001509 sodium citrate Substances 0.000 claims description 5
- NLJMYIDDQXHKNR-UHFFFAOYSA-K sodium citrate Chemical compound O.O.[Na+].[Na+].[Na+].[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O NLJMYIDDQXHKNR-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 5
- FQENQNTWSFEDLI-UHFFFAOYSA-J sodium diphosphate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[O-]P([O-])(=O)OP([O-])([O-])=O FQENQNTWSFEDLI-UHFFFAOYSA-J 0.000 claims description 5
- JVBXVOWTABLYPX-UHFFFAOYSA-L sodium dithionite Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S(=O)S([O-])=O JVBXVOWTABLYPX-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 5
- ZNCPFRVNHGOPAG-UHFFFAOYSA-L sodium oxalate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C(=O)C([O-])=O ZNCPFRVNHGOPAG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 5
- 229940039790 sodium oxalate Drugs 0.000 claims description 5
- 229940048086 sodium pyrophosphate Drugs 0.000 claims description 5
- 238000006277 sulfonation reaction Methods 0.000 claims description 5
- 235000019818 tetrasodium diphosphate Nutrition 0.000 claims description 5
- 239000001577 tetrasodium phosphonato phosphate Substances 0.000 claims description 5
- HRXKRNGNAMMEHJ-UHFFFAOYSA-K trisodium citrate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O HRXKRNGNAMMEHJ-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 5
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 claims description 5
- KEQXNNJHMWSZHK-UHFFFAOYSA-L 1,3,2,4$l^{2}-dioxathiaplumbetane 2,2-dioxide Chemical compound [Pb+2].[O-]S([O-])(=O)=O KEQXNNJHMWSZHK-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- LLCNEOGNIBLQDV-UHFFFAOYSA-N 3-[hydroxy(methyl)amino]propan-1-ol Chemical compound CN(O)CCCO LLCNEOGNIBLQDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 235000005979 Citrus limon Nutrition 0.000 claims description 4
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 4
- SXZPBDICBKEBCG-UHFFFAOYSA-N N-ethoxy-N-methylhydroxylamine Chemical compound C(C)ON(C)O SXZPBDICBKEBCG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N ammonium persulfate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000012467 final product Substances 0.000 claims description 4
- CQDMJJVHDPDPHO-UHFFFAOYSA-L magnesium;dioxido-oxo-sulfanylidene-$l^{6}-sulfane;hexahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.[Mg+2].[O-]S([O-])(=O)=S CQDMJJVHDPDPHO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- VDUIPQNXOQMTBF-UHFFFAOYSA-N n-ethylhydroxylamine Chemical compound CCNO VDUIPQNXOQMTBF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- MGFYIUFZLHCRTH-UHFFFAOYSA-N nitrilotriacetic acid Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CC(O)=O MGFYIUFZLHCRTH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 4
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- HRZFUMHJMZEROT-UHFFFAOYSA-L sodium disulfite Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S(=O)S([O-])(=O)=O HRZFUMHJMZEROT-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 235000010262 sodium metabisulphite Nutrition 0.000 claims description 4
- GEHJYWRUCIMESM-UHFFFAOYSA-L sodium sulfite Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])=O GEHJYWRUCIMESM-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 3
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 claims description 3
- 235000001674 Agaricus brunnescens Nutrition 0.000 claims description 2
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 claims description 2
- 244000241257 Cucumis melo Species 0.000 claims description 2
- 235000015510 Cucumis melo subsp melo Nutrition 0.000 claims description 2
- 241000238631 Hexapoda Species 0.000 claims description 2
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 claims description 2
- FJJCIZWZNKZHII-UHFFFAOYSA-N [4,6-bis(cyanoamino)-1,3,5-triazin-2-yl]cyanamide Chemical compound N#CNC1=NC(NC#N)=NC(NC#N)=N1 FJJCIZWZNKZHII-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910001870 ammonium persulfate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims description 2
- 238000000498 ball milling Methods 0.000 claims description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 2
- FGRVOLIFQGXPCT-UHFFFAOYSA-L dipotassium;dioxido-oxo-sulfanylidene-$l^{6}-sulfane Chemical compound [K+].[K+].[O-]S([O-])(=O)=S FGRVOLIFQGXPCT-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 claims description 2
- JRKICGRDRMAZLK-UHFFFAOYSA-N peroxydisulfuric acid Chemical compound OS(=O)(=O)OOS(O)(=O)=O JRKICGRDRMAZLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- OKBMCNHOEMXPTM-UHFFFAOYSA-M potassium peroxymonosulfate Chemical compound [K+].OOS([O-])(=O)=O OKBMCNHOEMXPTM-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L potassium persulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 235000019394 potassium persulphate Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000010265 sodium sulphite Nutrition 0.000 claims description 2
- BUFQZEHPOKLSTP-UHFFFAOYSA-M sodium;oxido hydrogen sulfate Chemical compound [Na+].OS(=O)(=O)O[O-] BUFQZEHPOKLSTP-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 210000002784 stomach Anatomy 0.000 claims description 2
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 claims description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 2
- CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L Magnesium sulfate Chemical compound [Mg+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims 2
- WWILHZQYNPQALT-UHFFFAOYSA-N 2-methyl-2-morpholin-4-ylpropanal Chemical compound O=CC(C)(C)N1CCOCC1 WWILHZQYNPQALT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000000502 dialysis Methods 0.000 claims 1
- 235000012055 fruits and vegetables Nutrition 0.000 claims 1
- 229910052943 magnesium sulfate Inorganic materials 0.000 claims 1
- 235000019341 magnesium sulphate Nutrition 0.000 claims 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 claims 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 23
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 21
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 20
- 239000000463 material Substances 0.000 description 19
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 19
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 12
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 7
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 6
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 5
- KWYHDKDOAIKMQN-UHFFFAOYSA-N N,N,N',N'-tetramethylethylenediamine Chemical compound CN(C)CCN(C)C KWYHDKDOAIKMQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 5
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 5
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920002488 Hemicellulose Polymers 0.000 description 3
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 3
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 229930002875 chlorophyll Natural products 0.000 description 3
- 235000019804 chlorophyll Nutrition 0.000 description 3
- ATNHDLDRLWWWCB-AENOIHSZSA-M chlorophyll a Chemical compound C1([C@@H](C(=O)OC)C(=O)C2=C3C)=C2N2C3=CC(C(CC)=C3C)=[N+]4C3=CC3=C(C=C)C(C)=C5N3[Mg-2]42[N+]2=C1[C@@H](CCC(=O)OC\C=C(/C)CCC[C@H](C)CCC[C@H](C)CCCC(C)C)[C@H](C)C2=C5 ATNHDLDRLWWWCB-AENOIHSZSA-M 0.000 description 3
- 239000001814 pectin Substances 0.000 description 3
- 229920001277 pectin Polymers 0.000 description 3
- 235000010987 pectin Nutrition 0.000 description 3
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 3
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 3
- AZQWKYJCGOJGHM-UHFFFAOYSA-N 1,4-benzoquinone Chemical compound O=C1C=CC(=O)C=C1 AZQWKYJCGOJGHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004630 atomic force microscopy Methods 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-M hydrogensulfate Chemical compound OS([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 2
- OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L potassium sulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S([O-])(=O)=O OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910052939 potassium sulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000011151 potassium sulphates Nutrition 0.000 description 2
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 2
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 2
- TWUSDDMONZULSC-HZMBPMFUSA-N (1r,2s)-2-(tert-butylamino)-1-(2,5-dimethoxyphenyl)propan-1-ol Chemical class COC1=CC=C(OC)C([C@@H](O)[C@H](C)NC(C)(C)C)=C1 TWUSDDMONZULSC-HZMBPMFUSA-N 0.000 description 1
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 1
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 description 1
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 1
- 240000000111 Saccharum officinarum Species 0.000 description 1
- 235000007201 Saccharum officinarum Nutrition 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005864 Sulphur Substances 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 238000009303 advanced oxidation process reaction Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 description 1
- AJTFTYHGFWNENF-UHFFFAOYSA-N azanium;hydroxy sulfate Chemical compound [NH4+].OOS([O-])(=O)=O AJTFTYHGFWNENF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000012620 biological material Substances 0.000 description 1
- 239000007844 bleaching agent Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- KTVIXTQDYHMGHF-UHFFFAOYSA-L cobalt(2+) sulfate Chemical class [Co+2].[O-]S([O-])(=O)=O KTVIXTQDYHMGHF-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 235000009508 confectionery Nutrition 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002242 deionisation method Methods 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- GDOPTJXRTPNYNR-UHFFFAOYSA-N methyl-cyclopentane Natural products CC1CCCC1 GDOPTJXRTPNYNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 238000010525 oxidative degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 238000004537 pulping Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000012744 reinforcing agent Substances 0.000 description 1
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- WBHQBSYUUJJSRZ-UHFFFAOYSA-M sodium bisulfate Chemical compound [Na+].OS([O-])(=O)=O WBHQBSYUUJJSRZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910000342 sodium bisulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010129 solution processing Methods 0.000 description 1
- 238000000527 sonication Methods 0.000 description 1
- FRPJTGXMTIIFIT-UHFFFAOYSA-N tetraacetylethylenediamine Chemical compound CC(=O)C(N)(C(C)=O)C(N)(C(C)=O)C(C)=O FRPJTGXMTIIFIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 1
- 210000004885 white matter Anatomy 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
- C08B15/00—Preparation of other cellulose derivatives or modified cellulose, e.g. complexes
- C08B15/02—Oxycellulose; Hydrocellulose; Cellulosehydrate, e.g. microcrystalline cellulose
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
- C08B37/00—Preparation of polysaccharides not provided for in groups C08B1/00 - C08B35/00; Derivatives thereof
- C08B37/0006—Homoglycans, i.e. polysaccharides having a main chain consisting of one single sugar, e.g. colominic acid
- C08B37/0024—Homoglycans, i.e. polysaccharides having a main chain consisting of one single sugar, e.g. colominic acid beta-D-Glucans; (beta-1,3)-D-Glucans, e.g. paramylon, coriolan, sclerotan, pachyman, callose, scleroglucan, schizophyllan, laminaran, lentinan or curdlan; (beta-1,6)-D-Glucans, e.g. pustulan; (beta-1,4)-D-Glucans; (beta-1,3)(beta-1,4)-D-Glucans, e.g. lichenan; Derivatives thereof
- C08B37/0027—2-Acetamido-2-deoxy-beta-glucans; Derivatives thereof
- C08B37/003—Chitin, i.e. 2-acetamido-2-deoxy-(beta-1,4)-D-glucan or N-acetyl-beta-1,4-D-glucosamine; Chitosan, i.e. deacetylated product of chitin or (beta-1,4)-D-glucosamine; Derivatives thereof
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
Abstract
本发明实施例涉及一种生物基纳米材料及其制备方法。本发明实施例提供的生物基纳米材料的制备方法包括以下步骤：将包括绿色植物、甲壳类动物的外壳、软体动物的器官和/或真菌类的细胞壁的生物体原料粉碎后分散在包含过硫酸根活化体系和高级氧化技术体系的水溶液中进行水解反应，得到水解液；将水解液进行后处理，得到生物基纳米材料；其中：所述过硫酸根活化体系包括含有过硫酸根的试剂和过硫酸根活化剂；所述高级氧化技术体系包括过氧化氢和使过氧化氢产生羟基自由基的试剂。本发明提供的制备生物基纳米材料的方法，制备效率高，反应速率快，制备成本低。本发明实施例还提供了由上述方法制备得到的生物基纳米材料。
Description
技术领域
本发明涉及一种生物基纳米材料及其制备方法。
背景技术
生物基结构材料(如纤维素、甲壳素等)是自然界中存在量最丰富的天然生物材料，其广泛存在于绿色植物、海洋动物等生物体中。通过除去绿色植物、甲壳类动物的外壳、软体动物的器官、真菌类的细胞壁等生物体原料中不想要的有机或无机的物质(如除去木材、甘蔗渣、浒苔等里面的叶绿素、半纤维素、果胶等，或除去虾壳、蟹壳、鱿鱼骨等里面的蛋白质和矿物质等)，留下结构或尺寸满足需要的纳米级别的材料，即可得到具有特定形貌、结构、尺寸的生物基纳米材料(如纤维素纳米晶、纤维素纳米纤维、甲壳素纳米晶、甲壳素纳米纤维等)。
生物基纳米材料具有低密度、高强度、高长径比等特点；还具有高比表面积、可反应表面等优点，不但是一种性能优良的增强剂，在高性能复合材料制备领域具有巨大的应用价值，还具有多种功能性，在众多领域具有广泛的应用。
现有技术中，制备生物基纳米材料时，需要先对绿色植物、甲壳类动物的外壳、软体动物的器官、真菌类的细胞壁等生物体原料进行一系列纯化处理得生物基结构材料，然后再以纯化处理过的生物基结构材料为原料，采用酸解法、TEMPO氧化法、化学机械法等方法来制备生物基纳米材料，制备流程繁琐，成本高。
含有过硫酸根的试剂是一种重要的氧化剂、漂白剂，在一定温度下产生具有强氧化能力的自由基和硫酸氢根离子，这种强氧化性不仅会将绿色植物、甲壳类动物的外壳、软体动物的器官、真菌类的细胞壁等生物体原料中不想要的有机或无机的物质(如木材、甘蔗渣、浒苔等里面的叶绿素、半纤维素、果胶等，或虾壳、蟹壳、鱿鱼骨等里面的蛋白质和矿物质等)降解掉，且可对生物体原料中排列松散的非晶区产生破坏而保留排列紧密的结晶区，可以在对绿色植物、甲壳类动物的外壳、软体动物的器官、真菌类的细胞壁等生物体原料进行纯化的同时直接把生物体原料一步氧化降解成纳米级的生物基材料，不需要对原料进行一系列的纯化处理，使制备过程更简洁。但是，该方法所需要的含有过硫酸根的试剂添加量较大。
高级氧化技术体系是指反应过程有过氧化氢参与并产生大量具有强氧化性羟基自由基的深度氧化技术，该技术中产生的羟基自由基具有强氧化性，可以将绿色植物、甲壳类动物的外壳、软体动物的器官、真菌类的细胞壁等生物体原料中不想要的有机或无机的物质降解掉，获得生物基纳米材料。这种方法中的不足是羟基自由基的生成率和利用率较低。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
发明目的
本发明的目的在于提供一种生物基纳米材料及其制备方法。该方法为了提高生物基纳米材料制备过程中过硫酸根参与的氧化反应的制备效率，采用了过硫酸根活化剂对过硫酸根进行活化；同时还利用了过氧化氢参与并产生大量羟基自由基的高级氧化技术与过硫酸根参与的氧化技术的协同作用使制备效率进一步提高；另外配合使用机械力对反应体系进行处理使反应速率进一步大幅提高，在提高制备效率的同时降低了制备成本。
解决方案
为实现本发明目的，本发明实施例提供了一种生物基纳米材料的制备方法，该方法包括以下步骤：
将包括绿色植物、甲壳类动物的外壳、软体动物的器官和/或真菌类的细胞壁的生物体原料粉碎后分散在包含过硫酸根活化体系和高级氧化技术体系的水溶液中进行水解反应，得到水解液；将水解液进行后处理，得到生物基纳米材料；
其中：所述过硫酸根活化体系包括含有过硫酸根的试剂和过硫酸根活化剂；所述高级氧化技术体系包括过氧化氢和使过氧化氢产生羟基自由基的试剂。
上述制备方法在一种可能的实施方式中，所述含有过硫酸根的试剂包括过一硫酸、过二硫酸、过一硫酸氢钾、过一硫酸氢钠、过一硫酸氢铵、过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠中的至少一种。
上述制备方法在一种可能的实施方式中，所述过硫酸根活化剂包括含有过渡金属离子的盐、铁单质、四甲基乙二胺、四乙酰基乙二胺、铁酸铜、活性炭、氢醌、氯代醌、亚硫酸钠、亚硫酸锂、亚硫酸钾、亚硫酸镁、亚硫酸钙、亚硫酸铵、亚硫酸、焦亚硫酸钠、焦亚硫酸锂、焦亚硫酸钾、焦亚硫酸镁、焦亚硫酸钙、焦亚硫酸铵、连二亚硫酸钠、连二亚硫酸锂、连二亚硫酸钾、连二亚硫酸镁、连二亚硫酸钙、连二亚硫酸铵、羟胺、N-甲基羟胺、O-甲基羟胺、N,N-二甲基羟胺、N-乙基羟胺、O-乙基羟胺，N,N-二乙基羟胺、N,O-二甲基羟胺，N,N,O-三甲基羟胺，N-叔丁基羟胺，O-叔丁基羟胺，磺化羟胺、N-异丙基羟胺、间羟胺、异丁氧胺盐、芳香羟胺、N-乙基-O-甲基羟胺、N-甲基-O-乙基羟胺、N,N,O-三丙基羟胺、O-环丙基甲基羟胺、腐殖酸、氯化铵、乙二胺-N,N-二琥珀酸三钠盐、乙二胺四乙酸二钠、次氮基三乙酸、焦磷酸钠、柠檬酸、柠檬酸钠、草酸和草酸钠中的至少一种；可选地，所述含有过渡金属离子的盐包括含有Fe2+、Mn2+、Cu2+、Co2+、Ru2+、Ce3+、V3+或Ni2+的盐中的至少一种。
上述制备方法在一种可能的实施方式中，所述使过氧化氢产生羟基自由基的试剂包括含有过渡金属离子的盐、铁单质、四甲基乙二胺、四乙酰基乙二胺、铁酸铜、活性炭、氢醌、氯代醌、亚硫酸钠、亚硫酸锂、亚硫酸钾、亚硫酸镁、亚硫酸钙、亚硫酸铵、亚硫酸、焦亚硫酸钠、焦亚硫酸锂、焦亚硫酸钾、焦亚硫酸镁、焦亚硫酸钙、焦亚硫酸铵、连二亚硫酸钠、连二亚硫酸锂、连二亚硫酸钾、连二亚硫酸镁、连二亚硫酸钙、连二亚硫酸铵、羟胺、N-甲基羟胺、O-甲基羟胺、N,N-二甲基羟胺、N-乙基羟胺、O-乙基羟胺，N,N-二乙基羟胺、N,O-二甲基羟胺，N,N,O-三甲基羟胺，N-叔丁基羟胺，O-叔丁基羟胺，磺化羟胺、N-异丙基羟胺、间羟胺、异丁氧胺盐、芳香羟胺、N-乙基-O-甲基羟胺、N-甲基-O-乙基羟胺、N,N,O-三丙基羟胺、O-环丙基甲基羟胺、腐殖酸、氯化铵、乙二胺-N,N-二琥珀酸三钠盐、乙二胺四乙酸二钠、次氮基三乙酸、焦磷酸钠、柠檬酸、柠檬酸钠、草酸和草酸钠中的至少一种；可选的，所述含有过渡金属离子的盐包括含有Fe2+、Mn2+、Cu2+、Co2+、Ru2+、Ce3+、V3+或Ni2+的盐中的至少一种。上述过硫酸根活化剂同时也可以作为使过氧化氢产生羟基自由基的试剂，这时其在反应体系中具有双重作用。
上述制备方法在一种可能的实施方式中，水解反应后还包括：用机械力对反应体系进行机械处理。
上述制备方法在一种可能的实施方式中，水解反应的时间为0.5-4h。
上述制备方法在一种可能的实施方式中，水解反应后还包括：用机械力对反应体系进行机械处理后，再继续进行水解反应。
上述制备方法在一种可能的实施方式中，再继续进行水解反应的时间为0.01-5h。
上述制备方法在一种可能的实施方式中，当所用过硫酸根活化剂同时为使过氧化氢产生羟基自由基的试剂时，包含过硫酸根活化体系和高级氧化技术体系的水溶液中包括含有过硫酸根的试剂、过硫酸根活化剂和过氧化氢。
上述制备方法在一种可能的实施方式中，当所用过硫酸根活化剂同时为使过氧化氢产生羟基自由基的试剂时，生物体原料与含有过硫酸根的试剂的质量比为1:0.01-15，可选地为1:1-10，1:2-8，1:1.5-6，1:1.5-3或1:3-6。
上述制备方法在一种可能的实施方式中，当所用过硫酸根活化剂同时为使过氧化氢产生羟基自由基的试剂时，所述含有过硫酸根的试剂与过硫酸根活化剂的质量比为1:0.01-6，可选地为1:0.5-4，1:0.01-1，1:0.02-0.4，1:0.02-0.1或1:0.1-0.4。
上述制备方法在一种可能的实施方式中，当所用过硫酸根活化剂同时为使过氧化氢产生羟基自由基的试剂时，所述过氧化氢与过硫酸根活化剂质量比为1:0.1-15，可选地为1:0.5-10，1:1-8，1:0.5-5，1:0.8-4或1:2-3。
上述制备方法在一种可能的实施方式中，所述水解反应的温度为20-100℃。
上述制备方法在一种可能的实施方式中，所述机械力由球磨机、超声、高速均质机、细胞粉碎仪或研磨设备中一种或几种提供。
上述制备方法在一种可能的实施方式中，当机械力为球磨机提供时，机械处理方法如下：将反应体系倒入球磨机内连续球磨1-30min；
当机械力为超声提供时，机械处理方法如下：将反应体系置于超声波清洗机中超声处理，连续超声处理1-60min，超声处理温度为10-40℃，超声功率为50％-100％，超声频率为50-2000Hz；
当机械力为高速均质机提供时，机械处理方法如下：将反应体系用高速均质机快速处理，处理1-10次，每次处理1-5min，转速为1000-30000rpm/min；
当机械力为细胞粉碎仪提供时，机械处理方法如下：将反应体系置于细胞粉碎仪中，连续粉碎1-30min，粉碎功率为20％-80％；
当机械力为研磨设备提供时，机械处理方法如下：将反应体系置于研磨设备中，连续研磨1-30min。
上述制备方法在一种可能的实施方式中，绿色植物包括木材、甘蔗渣、浒苔、瓜果、蔬菜、棉花、绿植中的至少一种。
上述制备方法在一种可能的实施方式中，甲壳类动物的外壳包括虾壳、蟹壳、昆虫的外壳中的至少一种。
上述制备方法在一种可能的实施方式中，软体动物的器官包括鱿鱼骨、鱿鱼的胃中的至少一种；
上述制备方法在一种可能的实施方式中，真菌类包括蘑菇、酵母、霉菌中的至少一种；
上述制备方法在一种可能的实施方式中，将生物体原料粉碎的方式包括：将生物体原料用搅拌机粉碎。
上述制备方法在一种可能的实施方式中，生物基纳米材料包括：纤维素纳米晶、纤维素纳米纤维、甲壳素纳米晶或甲壳素纳米纤维中的一种或几种。
上述制备方法在一种可能的实施方式中，将水解液进行后处理包括：当终产物为纤维素纳米晶或甲壳素纳米晶时，将所得水解液离心，取沉淀用去离子水反复洗涤离心至上层液呈淡蓝色或乳白色悬浮液状态，取上层液透析至上层液的pH值与去离子水pH值相近或相同、超声分散；当终产物为纤维素纳米纤维或甲壳素纳米纤维时，将所得水解液真空抽滤，取沉淀用去离子水反复洗涤抽滤至沉淀的pH值与去离子水pH值相近或相同。与去离子水pH值相近，在本发明实施例中是指其值在本领域技术人员容易理解的去离子水pH值的常规波动范围，如90％去离子水pH值-110％去离子水pH值。
上述制备方法在一种可能的实施方式中，将所得水解液离心时，所述离心时离心机转速为3000-12000rpm，离心次数2-8次。
上述制备方法在一种可能的实施方式中，将水解液进行后处理包括：将水解液超声分散。
上述制备方法在一种可能的实施方式中，所述制备方法的产率可超过60％。
本发明实施例还提供了通过上述制备方法制备得到的生物基纳米材料。
上述生物基纳米材料在一种可能的实现方式中，生物基纳米材料的平均长度为50-800nm，平均直径为3-20nm。
有益效果
(1)本发明实施例中提供的制备生物基纳米材料的方法，利用过硫酸根活化法协同高级氧化技术，使得制备过程简洁，制备效率高。
含有过硫酸根的试剂在一定条件下产生的自由基和硫酸氢根离子不仅可以进入如木材、甘蔗渣、浒苔、虾壳、蟹壳、鱿鱼骨等天然生物质材料中，除去木材、甘蔗渣、浒苔等绿色植物里面的叶绿素、半纤维素、果胶等；或除去虾壳、蟹壳、鱿鱼骨等里面的蛋白质和矿物质等，且可对这些生物体原料中排列松散的非晶区产生破坏而保留排列紧密的结晶区，实现在对生物体原料进行纯化的同时，制备出生物基纳米材料，使制备过程更简洁。
并且添加过硫酸根活化剂可以降低含有过硫酸根的试剂的分解活化能，使反应在较温和的条件下进行，且能提高反应速率，缩短反应时间。过硫酸根活化剂的加入在一定程度上提高了制备效率，并减少了含过硫酸根试剂的使用量。
此外，过硫酸根活化法协同高级氧化技术可以协同增效地提高绿色植物、甲壳类动物的外壳、软体动物的器官和/或真菌类的细胞壁等生物体原料的纯化速度和减少制备生物基纳米材料所需的反应时间。这种双重氧化机制具有产生的自由基数量多、氧化能力强、反应体系稳定、制备效率高等优点，在一定程度上减少了含有过硫酸根的试剂的使用量、降低制备能耗、节约制备成本。
当所用过硫酸根活化剂同时为使过氧化氢产生羟基自由基的试剂时，过硫酸根活化剂和过氧化氢构成高级氧化技术，使反应体系成分简单。
(2)本发明实施例中提供的生物基纳米材料的制备方法，在过硫酸根活化法协同高级氧化技术基础上，加上了机械处理步骤，这种化学机械相结合的方法可更高效制备生物基纳米材料。
当将绿色植物、甲壳类动物的外壳、软体动物的器官和/或真菌类的细胞壁等生物体原料用包括含有过硫酸根的试剂、过硫酸根活化剂和高级氧化技术体系的水溶液处理一段时间，生物体原料尺寸有所减小且结构材料链缠结变得疏松后，用机械力对反应体系进行机械处理。这种处理后的生物基材料尺寸大大减小，比表面积增大，可反应位点增加，进而提高反应速率，缩短反应时间，提高制备效率，在一定程度上减少化学试剂的使用量，节约制备成本。
通过调控绿色植物、甲壳类动物的外壳、软体动物的器官、真菌类的细胞壁等生物体原料被机械力处理前后的水解时间和机械力处理时间及强度，可调控制备生物基纳米材料所需总时间及产率；与未用机械力处理的体系相比，所需反应时间可缩短60％以上，产率可提高20％以上，助剂减少量可达50％以上。
(3)本发明实施例中提供的制备生物基纳米材料的方法，制备得到的生物基纳米材料的尺寸及产率可调控：通过调控反应体系各成分的比例，和/或水解时间，可改变得到的生物基纳米材料的尺寸及产率。该方法制备得到生物基纳米材料的产率可超过60％。
(4)本发明实施例中提供的生物基纳米材料，尺寸小，平均长度为50-800nm，平均直径为3-20nm。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定。在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
图1是本发明实施例2所制备的生物基纳米材料(纤维素纳米纤维)的原子力显微镜照片。
图2是本发明实施例3所制备的生物基纳米材料(甲壳素纳米晶)的原子力显微镜照片。
图3是本发明实施例4所制备的生物基纳米材料(甲壳素纳米纤维)的原子力显微镜照片。
图4是本发明实施例14所制备的生物基纳米材料(纤维素纳米晶)的原子力显微镜照片。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
另外，为了更好的说明本发明，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本发明同样可以实施。在一些实施例中，对于本领域技术人员熟知的原料、元件、方法、手段等未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。
实施例1
将5g甘蔗渣用搅拌机粉碎成粉末后分散于200mL去离子水中，加入15g过硫酸钠、3g铁单质和3g过氧化氢，于60℃搅拌2h后用细胞粉碎仪于30％的功率处进行机械处理20min，再继续于60℃反应4h停止反应，得甘蔗渣水解液，总反应时间为6h。
反应结束后用高速离心机以8000rpm/min的转速将甘蔗渣水解液离心10min，然后取沉淀用去离子水反复洗涤离心至上层液呈淡蓝色或乳白色悬浮液状态，取上层液透析至其pH值与去离子水pH值相同或相近，超声分散，即得稳定分散的纤维素纳米晶悬浮液。
经测量所得纤维素纳米晶平均长度为563nm，平均直径为20nm，产率为23％。
实施例2
将5g甘蔗渣用搅拌机粉碎成粉末后分散于200mL去离子水中，加入15g过硫酸钠、3g铁单质和3g过氧化氢，于60℃搅拌3h后用细胞粉碎仪于30％的功率处进行机械处理20min，即得甘蔗渣水解液。
反应结束后，将所得水解液真空抽滤，取沉淀用去离子水反复洗涤抽滤至沉淀的pH值与去离子水pH值相近或相同，即得稳定分散的纤维素纳米纤维悬浮液。
经测量所得纤维素纳米纤维平均长度为812nm，平均直径为42nm，产率为36％。
所制备的纤维素纳米纤维的形貌分布如图1，从图1中可以看出这种方法制备的纤维素纳米纤维呈典型的棒状结构，且呈单分散状态，说明纤维素纳米纤维之间没有发生聚集。
实施例3
将5g蟹壳用搅拌机粉碎成粉末后分散于200mL去离子水中，加入15g过硫酸钠、3g铁单质和3g过氧化氢，于60℃搅拌2h后用细胞粉碎仪于30％的功率处进行处理20min，再继续于60℃反应2h停止反应，得蟹壳粉水解液，总反应时间为4h。
反应结束后用高速离心机以8000rpm/min的转速将所得水解液离心10min，然后取沉淀用去离子水反复洗涤离心至上层液呈淡蓝色或乳白色悬浮液状态，取上层液透析至其pH与去离子水pH相同，超声分散，即得稳定分散的甲壳素纳米晶悬浮液。
经测量所得甲壳素纳米晶平均长度为438nm，平均直径为16nm，产率为41％。
所制备的甲壳素纳米晶的形貌分布如图2，从图2中可以看出这种方法制备的甲壳素纳米晶呈典型的棒状结构，且呈单分散状态，说明甲壳素纳米晶之间没有发生聚集。
实施例4
将5g蟹壳用搅拌机粉碎成粉末后分散于200mL去离子水中，加入15g过硫酸钠、3g铁单质和3g过氧化氢，于60℃搅拌2h后用细胞粉碎仪于30％的功率处进行处理20min，超声分散得蟹壳粉水解液。
反应结束后，将所得水解液真空抽滤，取沉淀用去离子水反复洗涤抽滤至沉淀的pH与去离子水pH相近或相同，即得稳定分散的甲壳素纳米纤维悬浮液。
经测量所得甲壳素纳米纤维平均长度为733nm，平均直径为23nm，产率为62％。
所制备的甲壳素纳米纤维的形貌分布如图3，从图3中可以看出这种方法制备的甲壳素纳米纤维典型的棒状结构，且呈单分散状态，说明甲壳素纳米纤维之间没有发生聚集。
实施例5
过硫酸钠加入量为25g，其余所有条件(如：原料种类、用量及工艺流程等)均与实施例1相同，得到稳定分散的纤维素纳米晶悬浮液，经测量所得纤维素纳米晶的平均长度约为425nm，平均直径为15nm，产率为26％。
实施例6
过硫酸钠加入量为30g，其余所有条件(如：原料种类、用量及工艺流程等)均与实施例1相同，得到稳定分散的纤维素纳米晶悬浮液，经测量所得纤维素纳米晶的平均长度约为353nm，平均直径为12nm，产率为34％。
实施例7
过硫酸钠加入量为75g，其余所有条件(如：原料种类、用量及工艺流程等)均与实施例1相同，得到稳定分散的纤维素纳米晶悬浮液，经测量所得纤维素纳米晶的平均长度约为227nm，平均直径为5nm，产率为42％。
实施例8
用过一硫酸氢钠替换过硫酸钠，其余所有条件(如：原料种类、用量及工艺流程等)均同实施例6，得到稳定分散的纤维素纳米晶悬浮液，经测量所得纤维素纳米晶平均长度约为373nm，平均直径为10nm，产率为32％。
实施例9
铁单质的加入量不同，铁单质加入量为6g，其余所有条件(如：原料种类、用量及工艺流程等)均与实施例6相同，得到稳定分散的纤维素纳米晶悬浮液，经测量所得纤维素纳米晶的平均长度约为326nm，平均直径为8nm，产率为38％。
实施例10
铁单质的加入量不同，铁单质加入量为9g，其余所有条件(如：原料种类、用量及工艺流程等)均与实施例6相同，得到稳定分散的纤维素纳米晶悬浮液，经测量所得纤维素纳米晶的平均长度约为293nm，平均直径为6nm，产率为40％。
实施例11
铁单质的加入量不同，铁单质加入量为12g，其余所有条件(如：原料种类、用量及工艺流程等)均与实施例6相同，得到稳定分散的纤维素纳米晶悬浮液，经测量所得纤维素纳米晶的平均长度约为264nm，平均直径为5nm，产率为43％。
实施例12
过氧化氢的加入量不同，过氧化氢加入量为5g，其余所有条件(如：原料种类、用量及工艺流程等)均与实施例11相同，得到稳定分散的纤维素纳米晶悬浮液，经测量所得纤维素纳米晶的平均长度约为235nm，平均直径为5nm，产率为46％，PDI为0.2。
实施例13
过氧化氢的加入量不同，过氧化氢加入量为10g，其余所有条件(如：原料种类、用量及工艺流程等)均与实施例11相同，得到稳定分散的纤维素纳米晶悬浮液，经测量所得纤维素纳米晶的平均长度约为218nm，平均直径为5nm，产率为48％。
实施例14
过氧化氢的加入量不同，过氧化氢加入量为15g，其余所有条件(如：原料种类、用量及工艺流程等)均与实施例11相同，得到稳定分散的纤维素纳米晶悬浮液，经测量所得纤维素纳米晶的平均长度约为195nm，平均直径为4nm，产率为52％。
所制备的纤维素纳米晶的形貌分布如图4，从图4中可以看出这种方法制备的纤维素纳米晶呈典型的棒状结构，且呈单分散状态，说明纤维素纳米晶之间没有发生聚集。
实施例15
反应体系在机械处理前后的反应时间不同，机械处理前反应时间为2h，机械处理后反应时间为3h，总反应时间为5h，其余所有条件(如：原料种类、用量及工艺流程等)均与实施例14相同，得到稳定分散的纤维素纳米晶悬浮液，经测量所得纤维素纳米晶平均长度约为238nm，平均直径为5nm，产率为45％。
实施例16
反应体系在机械处理前后的反应时间不同，机械处理前反应时间为2h，机械处理后反应时间为5h，总反应时间为7h，其余所有条件(如：原料种类、用量及工艺流程等)均与实施例14相同，得到稳定分散的纤维素纳米晶悬浮液，经测量所得纤维素纳米晶平均长度约为167nm，平均直径为4nm，产率为61％。
实施例17
反应体系在机械解纤前后的反应时间不同，机械处理前反应时间为3h，机械处理后反应时间为2h，总反应时间为5h，其余所有条件(如：原料种类、用量及工艺流程等)均与实施例14相同，得到稳定分散的纤维素纳米晶悬浮液，经测量所得纤维素纳米晶平均长度约为212nm，平均直径为5nm，产率为49％。
实施例18
甘蔗渣加入量为10g，铁单质加入量为6g，其余所有条件(如：原料种类、用量及工艺流程等)均与实施例1相同，得到稳定分散的纤维素纳米晶悬浮液，经测量所得纤维素纳米晶的平均长度约为462nm，平均直径为17nm，产率为33％。
实施例19
四甲基乙二胺加入量为2g，过氧化氢加入量为1g，其余所有条件(如：原料种类、用量及工艺流程等)均与实施例13相同，得到稳定分散的纤维素纳米晶悬浮液，经测量所得纤维素纳米晶的平均长度约为202nm，平均直径为5nm，产率为50％。
实施例20
四甲基乙二胺加入量为3g，过氧化氢加入量为1g，其余所有条件(如：原料种类、用量及工艺流程等)均与实施例14相同，得到稳定分散的纤维素纳米晶悬浮液，经测量所得纤维素纳米晶的平均长度约为190nm，平均直径为3nm，产率为55％。
本发明的上述实施例中，过硫酸根活化剂除了可以用铁单质或四甲基乙二胺外，还可用硫酸钴等过渡金属离子盐、四乙酰基乙二胺、铁酸铜、活性炭、氢醌、氯代醌、亚硫酸钠、亚硫酸锂、亚硫酸钾、亚硫酸镁、亚硫酸钙、亚硫酸铵、亚硫酸、焦亚硫酸钠、焦亚硫酸锂、焦亚硫酸钾、焦亚硫酸镁、焦亚硫酸钙、焦亚硫酸铵、连二亚硫酸钠、连二亚硫酸锂、连二亚硫酸钾、连二亚硫酸镁、连二亚硫酸钙、连二亚硫酸铵、羟胺、N-甲基羟胺、O-甲基羟胺、N,N-二甲基羟胺、N-乙基羟胺、O-乙基羟胺，N,N-二乙基羟胺、N,O-二甲基羟胺，N,N,O-三甲基羟胺，N-叔丁基羟胺，O-叔丁基羟胺，磺化羟胺、N-异丙基羟胺、间羟胺、异丁氧胺盐、芳香羟胺、N-乙基-O-甲基羟胺、N-甲基-O-乙基羟胺、N,N,O-三丙基羟胺、O-环丙基甲基羟胺、腐殖酸、氯化铵、乙二胺-N,N-二琥珀酸三钠盐、乙二胺四乙酸二钠、次氮基三乙酸、焦磷酸钠、柠檬酸、柠檬酸钠、草酸和草酸钠等。
本发明的上述实施例均适用于制备纤维素纳米晶、纤维素纳米纤维、甲壳素纳米晶或甲壳素纳米纤维。
对比例1
不加铁单质进行反应，其余所有条件(如：原料种类、用量及工艺流程等)均与实施例1相同，所得生物基材料的平均长度为950nm，平均直径为40nm，远大于实施例1中所得纤维素纳米晶长度，纤维素微纤的产率为17％，远低于实施例1中的产率。
过硫酸根活化剂对提高反应效率具有很重要的作用，在相同的反应条件和反应时间内，加入活化剂能得到长度更短的纤维素纳米晶，产率也更高。
对比例2
不加过硫酸钠进行反应，其余所有条件(如：原料种类、用量及工艺流程等)均与实施例1相同，所得生物基材料的平均长度为2.1μm，平均直径为63nm，远大于实施例1中所得纤维素纳米晶长度，生物基材料的产率为9％，远低于实施例1中的产率。
含有过硫酸根的试剂对提高反应效率具有很重要的作用，在相同的反应条件和反应时间内，加入含有过硫酸根的试剂能得到长度更短的纤维素纳米晶，产率也更高。
对比例3
不加过氧化氢进行反应，其余所有条件(如：原料种类、用量及工艺流程等)均与实施例1相同，所得生物基材料的平均长度为863nm，平均直径为35nm，远大于实施例1中所得纤维素纳米晶长度，纤维素微纤的产率为19％，远低于实施例1中的产率。
过氧化氢对提高反应效率具有很重要的作用，在相同的反应条件和反应时间内，加入过氧化氢能得到长度更短的纤维素纳米晶，产率也更高。
对比例4
反应中途和反应结束均不用细胞粉碎仪进行机械处理，直接反应3h反应到底，甘蔗渣的加入量为10g，铁单质的加入量为6g，其余所有条件(如：原料种类、用量及工艺流程等)均同实施例1，经测量，所得生物基材料纤维素微纤的平均长度约为1.2μm，平均直径为39nm，产率为15％。
对比例5
不加过硫酸钠，甘蔗渣的加入量为5g，铁单质的加入量为3g，其余所有条件(如：原料种类、用量及工艺流程等)均同对比例4，经测量，所得生物基材料纤维素微纤的平均长度约为3.5μm，平均直径为80nm，产率为5％。
对比例6
不加过氧化氢，甘蔗渣的加入量为5g，铁单质的加入量为3g，其余所有条件(如：原料种类、用量及工艺流程等)均同对比例4，经测量，所得生物基材料纤维素微纤的平均长度约为1.5μm，平均直径为42nm，产率为8％。
实施例1-20及对比例1-6反应条件的部分参数见表1。
表1
通过实施例18与对比例2和对比例3的比较，以及对比例4-6的比较可以看出，与仅使用单一体系相比，同时使用过氧化氢参与并产生大量羟基自由基的高级氧化技术与过硫酸根参与的氧化技术能产生协同增效的作用，使生物基纳米材料的制备效率进一步提高，获得的生物基纳米材料平均长度更短，生物基纳米材料产率更高。
进一步地，四甲基乙二胺的选取也产生了出乎发明人意料的效果，相比与单质铁，仅添加少量的四甲基乙二胺就能获得平均长度更短的生物基纳米材料，且生物基纳米材料产率大大提高。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种生物基纳米材料的制备方法，该方法包括以下步骤：
将包括绿色植物、甲壳类动物的外壳、软体动物的器官和/或真菌类的细胞壁的生物体原料粉碎后分散在包含过硫酸根活化体系和高级氧化技术体系的水溶液中进行水解反应，得到水解液；将水解液进行后处理，得到生物基纳米材料；
其中：所述过硫酸根活化体系包括含有过硫酸根的试剂和过硫酸根活化剂；所述高级氧化技术体系包括过氧化氢和使过氧化氢产生羟基自由基的试剂。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：
所述含有过硫酸根的试剂包括过一硫酸、过二硫酸、过一硫酸氢钾、过一硫酸氢钠、过一硫酸氢铵、过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述过硫酸根活化剂包括含有过渡金属离子的盐、铁单质、四甲基乙二胺、四乙酰基乙二胺、铁酸铜、活性炭、氢醌、氯代醌、亚硫酸钠、亚硫酸锂、亚硫酸钾、亚硫酸镁、亚硫酸钙、亚硫酸铵、亚硫酸、焦亚硫酸钠、焦亚硫酸锂、焦亚硫酸钾、焦亚硫酸镁、焦亚硫酸钙、焦亚硫酸铵、连二亚硫酸钠、连二亚硫酸锂、连二亚硫酸钾、连二亚硫酸镁、连二亚硫酸钙、连二亚硫酸铵、羟胺、N-甲基羟胺、O-甲基羟胺、N,N-二甲基羟胺、N-乙基羟胺、O-乙基羟胺，N,N-二乙基羟胺、N,O-二甲基羟胺，N,N,O-三甲基羟胺，N-叔丁基羟胺，O-叔丁基羟胺，磺化羟胺、N-异丙基羟胺、间羟胺、异丁氧胺盐、芳香羟胺、N-乙基-O-甲基羟胺、N-甲基-O-乙基羟胺、N,N,O-三丙基羟胺、O-环丙基甲基羟胺、腐殖酸、氯化铵、乙二胺-N,N-二琥珀酸三钠盐、乙二胺四乙酸二钠、次氮基三乙酸、焦磷酸钠、柠檬酸、柠檬酸钠、草酸和草酸钠中的至少一种；可选地，所述含有过渡金属离子的盐包括含有Fe2+、Mn2+、Cu2+、Co2+、Ru2+、Ce3+、V3+或Ni2+的盐中的至少一种；
和/或，所述使过氧化氢产生羟基自由基的试剂包括含有过渡金属离子的盐、铁单质、四甲基乙二胺、四乙酰基乙二胺、铁酸铜、活性炭、氢醌、氯代醌、亚硫酸钠、亚硫酸锂、亚硫酸钾、亚硫酸镁、亚硫酸钙、亚硫酸铵、亚硫酸、焦亚硫酸钠、焦亚硫酸锂、焦亚硫酸钾、焦亚硫酸镁、焦亚硫酸钙、焦亚硫酸铵、连二亚硫酸钠、连二亚硫酸锂、连二亚硫酸钾、连二亚硫酸镁、连二亚硫酸钙、连二亚硫酸铵、羟胺、N-甲基羟胺、O-甲基羟胺、N,N-二甲基羟胺、N-乙基羟胺、O-乙基羟胺，N,N-二乙基羟胺、N,O-二甲基羟胺，N,N,O-三甲基羟胺，N-叔丁基羟胺，O-叔丁基羟胺，磺化羟胺、N-异丙基羟胺、间羟胺、异丁氧胺盐、芳香羟胺、N-乙基-O-甲基羟胺、N-甲基-O-乙基羟胺、N,N,O-三丙基羟胺、O-环丙基甲基羟胺、腐殖酸、氯化铵、乙二胺-N,N-二琥珀酸三钠盐、乙二胺四乙酸二钠、次氮基三乙酸、焦磷酸钠、柠檬酸、柠檬酸钠、草酸和草酸钠中的至少一种；可选的，所述含有过渡金属离子的盐包括含有Fe2+、Mn2+、Cu2+、Co2+、Ru2+、Ce3+、V3+或Ni2+的盐中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：水解反应后还包括：用机械力对反应体系进行机械处理；可选地，水解反应后还包括：用机械力对反应体系进行机械处理后，再继续进行水解反应；进一步可选地，水解反应后还包括：用机械力对反应体系进行机械处理后，再继续进行水解反应0.01-5h。
5.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于：当所用过硫酸根活化剂同时为使过氧化氢产生羟基自由基的试剂时，包含过硫酸根活化体系和高级氧化技术体系的水溶液中包括含有过硫酸根的试剂、过硫酸根活化剂和过氧化氢。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：生物体原料与含有过硫酸根的试剂的质量比为1:0.01-15，可选地为1:1-10，1:2-8，1:1.5-6，1:1.5-3或1:3-6；
和/或，所述含有过硫酸根的试剂与过硫酸根活化剂的质量比为1:0.01-6，可选地为1:0.5-4，1:0.01-1，1:0.02-0.4，1:0.02-0.1或1:0.1-0.4；
和/或，所述过氧化氢与过硫酸根活化剂质量比为1:0.1-15，可选地为1:0.5-10，1:1-8，1:0.5-5，1:0.8-4或1:2-3。
7.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于：水解反应的时间为0.5-4h；
和/或，水解反应的温度为20-100℃；
和/或，所述绿色植物包括木材、甘蔗渣、浒苔、瓜果、蔬菜、棉花、绿植中的至少一种；
和/或，所述甲壳类动物的外壳包括虾壳、蟹壳、昆虫的外壳中的至少一种；
和/或，所述软体动物的器官包括鱿鱼骨、鱿鱼的胃中的至少一种；
和/或，所述真菌类包括蘑菇、酵母、霉菌中的至少一种；
和/或，将包括绿色植物、甲壳类动物的外壳、软体动物的器官或真菌类的细胞壁的生物体原料粉碎的方式包括：将生物体原料用搅拌机粉碎。
8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述机械力由球磨机、超声、高速均质机、细胞粉碎仪或研磨设备中一种或几种提供；
可选地：
当机械力为球磨机提供时，机械处理方法如下：将反应体系倒入球磨机内连续球磨1-30min；
当机械力为超声提供时，机械处理方法如下：将反应体系置于超声波清洗机中超声处理，连续超声处理1-60min,超声处理温度为10-40℃，超声功率为50％-100％，超声频率为50-2000Hz；
当机械力为高速均质机提供时，机械处理方法如下：将反应体系用高速均质机快速处理，处理1-10次，每次处理1-5min，转速为1000-30000rpm/min；
当机械力为细胞粉碎仪提供时，机械处理方法如下：将反应体系置于细胞粉碎仪中，连续粉碎1-30min，粉碎功率为20％-80％；
当机械力为研磨设备提供时，机械处理方法如下：将反应体系置于研磨设备中，连续研磨1-30min。
9.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于：所述生物基纳米材料包括：纤维素纳米晶、纤维素纳米纤维、甲壳素纳米晶或甲壳素纳米纤维中的一种或几种；
和/或，将所得水解液进行后处理包括：
当终产物为纤维素纳米晶或甲壳素纳米晶时，将所得水解液离心，取沉淀用去离子水反复洗涤离心至上层液呈淡蓝色或乳白色悬浮液状态，取上层液透析、超声分散，即得到纤维素纳米晶或甲壳素纳米晶；
当终产物为纤维素纳米纤维或甲壳素纳米纤维时，将所得水解液真空抽滤，取沉淀用去离子水反复洗涤抽滤至沉淀的pH值与去离子水pH值相近或相同，即得到纤维素纳米纤维或甲壳素纳米纤维。
10.一种根据权利要求1-9任一项所述的制备方法制备得到的生物基纳米材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811086869.7A CN109320617B (zh) | 2018-09-18 | 2018-09-18 | 一种生物基纳米材料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811086869.7A CN109320617B (zh) | 2018-09-18 | 2018-09-18 | 一种生物基纳米材料及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109320617A true CN109320617A (zh) | 2019-02-12 |
| CN109320617B CN109320617B (zh) | 2021-01-29 |
Family
ID=65265566
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201811086869.7A Active CN109320617B (zh) | 2018-09-18 | 2018-09-18 | 一种生物基纳米材料及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109320617B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109485736A (zh) * | 2018-12-05 | 2019-03-19 | 昆明理工大学 | 一种制备纳米结晶纤维素的方法 |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101973622A (zh) * | 2010-10-19 | 2011-02-16 | 哈尔滨工业大学 | 促使单过硫酸盐、过硫酸盐产生硫酸根自由基的方法 |
| CN103319625A (zh) * | 2013-07-03 | 2013-09-25 | 南京信息工程大学 | 一种甲壳素纳米晶悬浮液及具有液晶性的甲壳素纳米晶胶体和液晶膜 |
| WO2014085729A1 (en) * | 2012-11-30 | 2014-06-05 | Api Intellectual Property Holdings, Llc | Processes and apparatus for producing nanocellulose, and compositions and products produced therefrom |
| CN105330755A (zh) * | 2015-11-06 | 2016-02-17 | 北京化工大学 | 一种超细多糖纳米纤维及其制备方法 |
| CN106565907A (zh) * | 2016-11-07 | 2017-04-19 | 九洲生物技术（苏州）有限公司 | 纳米纤维素增强型生物基纳米胶乳的制备方法 |
| CN106868630A (zh) * | 2017-02-10 | 2017-06-20 | 青岛科技大学 | 一种鱿鱼骨纳米纤维的制备方法 |
| CN108049230A (zh) * | 2017-12-14 | 2018-05-18 | 天津科技大学 | 一种铁催化过氧化氢氧化制备纳米纤维素方法 |
| CN108221438A (zh) * | 2017-12-07 | 2018-06-29 | 华南理工大学 | 一种漂白桉木浆纳米纤维素的制备方法 |
| CN108373511A (zh) * | 2018-04-04 | 2018-08-07 | 青岛科技大学 | 一种纤维素纳米晶及其基于氧化还原体系的制备方法 |
-
2018
- 2018-09-18 CN CN201811086869.7A patent/CN109320617B/zh active Active
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101973622A (zh) * | 2010-10-19 | 2011-02-16 | 哈尔滨工业大学 | 促使单过硫酸盐、过硫酸盐产生硫酸根自由基的方法 |
| WO2014085729A1 (en) * | 2012-11-30 | 2014-06-05 | Api Intellectual Property Holdings, Llc | Processes and apparatus for producing nanocellulose, and compositions and products produced therefrom |
| CN103319625A (zh) * | 2013-07-03 | 2013-09-25 | 南京信息工程大学 | 一种甲壳素纳米晶悬浮液及具有液晶性的甲壳素纳米晶胶体和液晶膜 |
| CN105330755A (zh) * | 2015-11-06 | 2016-02-17 | 北京化工大学 | 一种超细多糖纳米纤维及其制备方法 |
| CN106565907A (zh) * | 2016-11-07 | 2017-04-19 | 九洲生物技术（苏州）有限公司 | 纳米纤维素增强型生物基纳米胶乳的制备方法 |
| CN106868630A (zh) * | 2017-02-10 | 2017-06-20 | 青岛科技大学 | 一种鱿鱼骨纳米纤维的制备方法 |
| CN108221438A (zh) * | 2017-12-07 | 2018-06-29 | 华南理工大学 | 一种漂白桉木浆纳米纤维素的制备方法 |
| CN108049230A (zh) * | 2017-12-14 | 2018-05-18 | 天津科技大学 | 一种铁催化过氧化氢氧化制备纳米纤维素方法 |
| CN108373511A (zh) * | 2018-04-04 | 2018-08-07 | 青岛科技大学 | 一种纤维素纳米晶及其基于氧化还原体系的制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| AHMED A. OUN等: "Characterization of carboxymethyl cellulose-based nanocomposite films reinforced with oxidized nanocellulose isolated using ammonium persulfate method", 《CARBOHYDRATE POLYMERS》 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109485736A (zh) * | 2018-12-05 | 2019-03-19 | 昆明理工大学 | 一种制备纳米结晶纤维素的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN109320617B (zh) | 2021-01-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Farooq et al. | Cellulose from sources to nanocellulose and an overview of synthesis and properties of nanocellulose/zinc oxide nanocomposite materials | |
| CN103635628B (zh) | 生物质的催化转化 | |
| Davoudpour et al. | Optimization of high pressure homogenization parameters for the isolation of cellulosic nanofibers using response surface methodology | |
| CN103403235B (zh) | 用于加工纳米纤维状纤维素的方法 | |
| Patil et al. | Bio-therapeutic potential and cytotoxicity assessment of pectin-mediated synthesized nanostructured cerium oxide | |
| WO2010090026A1 (ja) | キチンナノファイバーとその製造方法、キチンナノファイバー分散液、ナノフィブリル構造体、及びキチン複合体 | |
| CN108373511B (zh) | 一种纤维素纳米晶及其基于氧化还原体系的制备方法 | |
| CN107345372A (zh) | 一种基于生物质原料制备纤维素纳米纤维的方法 | |
| CN105330755B (zh) | 一种超细多糖纳米纤维及其制备方法 | |
| CN108659135A (zh) | 一种纤维素纳米纤维或几丁质纳米纤维分散液的制备方法 | |
| CN108779575B (zh) | 生产结晶纤维素 | |
| CA2864433A1 (en) | Method, system and apparatus for processing fibril cellulose and fibril cellulose material | |
| CN105418976B (zh) | 一种光转化抗菌粒子修饰功能化细菌纤维素复配溶胶及复合材料的制备 | |
| CN107028896A (zh) | 一种载药缓释体系及药物 | |
| Lim et al. | Nanocrystalline cellulose isolated from oil palm empty fruit bunch and its potential in cadmium metal removal | |
| CN109320617A (zh) | 一种生物基纳米材料及其制备方法 | |
| CN111363050A (zh) | 一种ⅰ晶型生物质纳米纤维素及其超快速制备方法 | |
| CN108484782A (zh) | 一种羧基化改性的纳米纤维素晶体及其制备方法 | |
| Uysal et al. | Synthesis of calcium, copper and iron alginate hydrogels doped with Ag nanoparticles produced by chemical reduction method | |
| KR20200028680A (ko) | 재분산성 셀룰로오스 나노화이버 제조방법, 이에 따른 재분산성 셀룰로오스 나노화이버 및 셀룰로오스 나노화이버 용액 재분산방법 | |
| CN109021122A (zh) | 一种尺寸可控的羧基化纤维素纳米晶的制备方法 | |
| CN107574703A (zh) | 一种清洁造纸法 | |
| Elnaggar et al. | Nanomaterials and nanofibers as wound dressing mats: an overview of the fundamentals, properties and applications | |
| CN106065081B (zh) | 一种高分散纳米纤维素胶的制备方法及所得产品和应用 | |
| JP2020132759A (ja) | 複合粒子および複合粒子の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |