CN112709090A - 一种制备含木素的纤维素纳米纤丝的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种制备含木素的纤维素纳米纤丝的方法，步骤如下：⑴粉碎：将收集到的木质纤维原料进行粉碎、筛选；⑵抽提：将上述筛选得到的原料粉经过乙醇抽提后，风干，储存，备用；⑶预处理；⑷生物酶处理；⑸高压匀质处理：将上述步骤⑷中处理后得到的固体部分配制成质量分数为0.5％–3％的浆料悬浮液，进行高压均质处理，即可得含木素的纤维素纳米纤丝。本发明方法充分结合了低共熔溶剂、生物酶和高压均质的预处理方式，制备含木素的纤维素纳米纤维，该方法具有绿色、环保的优势，对设备要求低，操作简单、方便，成本合理，产品性能稳定，可为纳米纤维素的高效生产提供良好的技术支持。

Description

一种制备含木素的纤维素纳米纤丝的方法
技术领域
本发明属于生物质资源高效高值化利用以及纳米纤维素资源化利用技术领域，尤其是一种制备含木素的纤维素纳米纤丝的方法。
背景技术
纤维素纳米纤丝(Cellulose nanofibrils，CNF)不仅具有纤维素轻质、可降解、生物相容，以及可再生等特性，还因为其纳米尺寸、良好的稳定性和丰富的羟基使其在化学改性等方面备受关注，在复合材料、电子产品、催化材料、生物医用材料和能源等领域均显示出巨大的应用前景。含木素的纤维素纳米纤丝(Lignin containing cellulosenanofibrils，LCNF)可从含有木素的纤维素原料中制备而得，有效解决了因脱除木质纤维原料中的木素而带来的成本问题，有效地拓展了纤维素纳米纤丝的原料范围，而且具有成本较低、环境友好、绿色环保的优点，已被视为一种很有前途的纳米纤维素材料。此外，LCNF中残留的木素有利于降低其亲水性和极性，增强其热稳定性和紫外线阻隔性等。
目前，机械法已被广泛地用于CNF的制备，比如高压均质法、高强度超声法和静电纺丝法等，但是高能耗严重限制了其发展。为了较好地解决这些问题，通常采用化学和生物法进行预处理来降低机械能耗，再结合一定程度的机械处理以生产CNF。这些预处理方法不仅有利于CNF的分离和分散，而且还能使CNF的制备变得更加高效。用于降低能耗的预处理方式主要可分为化学法和生物酶法：(1)化学方法中使用最广泛的是羧甲基化和TEMPO/NaClO/NaBr氧化法，这两种方法均能增加纤维表面的电荷，从而增加纤维之间的斥力，促进纤维的分离；(2)采用不同类型的纤维素酶弱化纤维结构，降低纤维纳米化所需的机械能，生物酶的选择性好、条件温和，但存在周期较长的问题。因此，有必要将化学法和生物法进行有效地结合以发挥更大作用。截止目前，尚未发现有关利用低共熔溶剂预处理生物质原料，并将生物酶解和高压匀质处理相结合，直接从木质纤维生物质中分离、制备含木素的纤维素纳米纤丝的方法。
通过检索，现有技术中关于制备含木素的纤维素纳米纤丝方面的相关专利公开文献，具体如下：
CN109868667A公开了一种含木素纳米纤维素纤丝的制备方法。该方法以木材木粉为原料，第一步用碱抽提，碱抽提处理用0.5～2％质量分数的NaOH溶液，在70～90℃下搅拌处理1～3h；第二步进行脱木素处理(亚氯酸钠为木粉质量0.3～0.4倍，冰醋酸为木粉质量的0.1～0.3倍，蒸馏水为木粉质量的25～35倍，反应温度为60～80℃，单次反应时间为1h，可重复加入相同量的亚氯酸钠和冰醋酸1～5次，用蒸馏水冲洗3～5次)，获得不同木素含量的木粉；第三步进行生物酶处理(酶用量为木粉的0.3～0.4倍，温度≤50℃，恒温反应2～20h)；最后，进行机械研磨处理。通过上述方法制备出了含有不同木素含量的纤维素纳米纤丝。但是，使用碱抽提和亚氯酸钠脱除木素，存在化学试剂不易回收，在一定程度上易于引起环境污染的问题。
通过对比，本专利申请与上述专利公开文献存在本质的不同。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种制备含木素的纤维素纳米纤丝的方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种制备含木素的纤维素纳米纤丝的方法，步骤如下：
⑴粉碎：将收集到的木质纤维原料进行粉碎、筛选，选用网目在20～80目范围内的纤维原料，密封存储备用；
⑵抽提：将上述筛选得到的原料粉经过乙醇抽提后，风干，储存，备用；
⑶预处理：称取抽提后的原料和低共熔溶剂，原料和低共熔溶剂的摩尔比为1:2～1:50，充分混合，恒温搅拌，控制温度范围30～150℃，转速为50～500rpm，以使低共熔溶剂和原料能充分接触和反应，反应时间为1～36小时；或者，采用微波加热的方式，控制功率范围在300～1000W，处理时间为50秒～10分钟；待反应结束后，向反应体系中加入乙醇终止反应，乙醇的加入质量与低共熔溶剂的质量之比控制在1:1～10:1；然后，过滤分离固液相，即收集预处理后的固体残渣，用水进行多次洗涤，直至无色、无味、pH值呈中性；
⑷生物酶处理：向上述收集到的固体残渣中加入乙酸-乙酸钠缓冲液稀释，配制成质量分数为1％～20％的悬浮液，乙酸-乙酸钠缓冲液的pH控制在4.5–5.0，进行生物酶酶解处理，酶水解条件为：温度为50℃，转速为100–500rpm，纤维素酶用量为10～50FPU/g原料底物，酶解时间为1～50小时；酶解反应结束后，过滤分离，收集固体部分，高温煮沸使酶失活以终止酶解反应，洗涤数次，直至无味、且pH呈中性；
⑸高压匀质处理：将上述步骤⑷中处理后得到的固体部分配制成质量分数为0.5％–3％的浆料悬浮液，进行高压均质处理，匀质次数为10–200次，控制压力为30～100MPa，即可得含木素的纤维素纳米纤丝。
而且，所述步骤⑴中木质纤维原料包括木材和/或非木材。
而且，所述木材为阔叶木和/或针叶木；
所述非木材为农作物秸秆，或为玉米芯、髓及其经过化学提取后的残渣，或为草类、竹子、棉花、棉杆。
而且，所述阔叶木为桉木、桦木或杨木，所述针叶木为落叶松、马尾松或云杉；
所述农作物秸秆为小麦、玉米、稻草或高粱。
而且，所述步骤⑶中低共熔溶剂的制备方法：
准确称量氯化胆碱和有机溶剂，氯化胆碱和有机试剂的摩尔比为1:1～1:50，充分混合，恒温搅拌至混合物变为均匀澄清的液体，温度控制在40～100℃，加热时间为1～10小时；随后，将低共熔溶剂冷却至室温，密封保存以便后续利用。
而且，所述有机溶剂为甲酸、乙酸、乳酸、草酸、柠檬酸、甘油、尿素、乙二醇中的一种或者两种以上的组合。
本发明的优点和积极效果如下：
1、本发明方法充分结合了低共熔溶剂、生物酶和高压均质的预处理方式，制备含木素的纤维素纳米纤维，该方法具有绿色、环保的优势，对设备要求低，操作简单、方便，成本合理，产品性能稳定，可为纳米纤维素的高效生产提供良好的技术支持。
2、本发明方法不仅可以合理利用农林废弃物等木质纤维生物质资源，也减轻了由其不当处理带来的环保压力，符合国家绿色环保可持续发展的要求，有助于推进国家经济绿色、持续地健康发展。
3、本发明方法旨在采用绿色环保、可回收的低共熔溶剂预处理木质纤维生物质，以脱除原料中的部分半纤维素和木素，保留纤维素；然后，利用生物酶水解和高压均质处理相结合制备了一种含木素的纤维素纳米纤丝(LCNF)。该方法所用的低共熔溶剂具有绿色环保、可回收、效率高的优势；生物酶处理可有效降低后续的高压均质处理过程的能耗，降低整体的工艺成本；而且，所制备的LCNF呈现出诸多独特的性能，如纤维有序排列，粒径小、粒径分布范围较小，具有显著的荧光，热稳定性好，在有机溶剂中分散性好等。上述这些特点为纤维素纳米纤丝的进一步加工和利用以实现其高值化利用奠定了基础。同时，该发明也有效地拓展了低共熔溶剂在纳米纤维素材料制备中的应用。
附图说明
图1为本发明中实施例2提供的含木素纤维素纳米纤丝(LCNF)扫描电镜图(a)(×1000)和在365nm紫外下的荧光照片(b)；
图2为本发明中实施例4提供的含木素纤维素纳米纤丝(LCNF)扫描电镜图(a)(×1000)和在365nm紫外下的荧光照片(b)；
图3为本发明中实施例4提供的含木素纤维素纳米纤丝(LCNF)在有机溶剂中分散性图片。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明进一步说明，下属实施例是叙述性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本发明的保护范围。
本发明中所使用的原料，如无特殊说明，均为常规市售产品，本发明中所使用的方法，如无特殊说明，均为本领域常规方法，本发明所用各物质质量均为常规使用质量。
一种制备含木素的纤维素纳米纤丝的方法，步骤如下：
⑴粉碎：将收集到的木质纤维原料进行粉碎、筛选，选用网目在20～80目范围内的纤维原料，密封存储备用；
⑵抽提：将上述筛选得到的原料粉经过乙醇抽提后，风干，储存，备用；
⑶预处理：称取抽提后的原料和低共熔溶剂，原料和低共熔溶剂的摩尔比为1:2～1:50，充分混合，恒温搅拌，控制温度范围30～150℃，转速为50～500rpm，以使低共熔溶剂和原料能充分接触和反应，反应时间为1～36小时；或者，采用微波加热的方式，控制功率范围在300～1000W，处理时间为50秒～10分钟；待反应结束后，向反应体系中加入乙醇终止反应，乙醇的加入质量与低共熔溶剂的质量之比控制在1:1～10:1；然后，过滤分离固液相，即收集预处理后的固体残渣，用水进行多次洗涤，直至无色、无味、pH值呈中性；
⑷生物酶处理：向上述收集到的固体残渣中加入乙酸-乙酸钠缓冲液稀释，配制成质量分数为1％～20％的悬浮液，乙酸-乙酸钠缓冲液的pH控制在4.5–5.0，进行生物酶酶解处理，酶水解条件为：温度为50℃，转速为100–500rpm，纤维素酶用量为10～50FPU/g原料底物，酶解时间为1～50小时；酶解反应结束后，过滤分离，收集固体部分，高温煮沸使酶失活以终止酶解反应，洗涤数次，直至无味、且pH呈中性；
⑸高压匀质处理：将上述步骤⑷中处理后得到的固体部分配制成质量分数为0.5％–3％的浆料悬浮液，进行高压均质处理，匀质次数为10–200次，控制压力为30～100MPa，即可得含木素的纤维素纳米纤丝。
较优地，所述步骤⑴中木质纤维原料包括木材和/或非木材。
较优地，所述木材为阔叶木和/或针叶木；
所述非木材为农作物秸秆，或为玉米芯、髓及其经过化学提取后的残渣，或为草类、竹子、棉花、棉杆。
较优地，所述阔叶木为桉木、桦木或杨木，所述针叶木为落叶松、马尾松或云杉；
所述农作物秸秆为小麦、玉米、稻草或高粱。
较优地，所述步骤⑶中低共熔溶剂的制备方法：
准确称量氯化胆碱和有机溶剂，氯化胆碱和有机试剂的摩尔比为1:1～1:50，充分混合，恒温搅拌至混合物变为均匀澄清的液体，温度控制在40～100℃，加热时间为1～10小时；随后，将低共熔溶剂冷却至室温，密封保存以便后续利用。
较优地，所述有机溶剂为甲酸、乙酸、乳酸、草酸、柠檬酸、甘油、尿素、乙二醇中的一种或者两种以上的组合。
具体地，相关制备及检测实施例如下：
实施例1
一种制备含木素的纤维素纳米纤丝的方法，步骤如下：
(1)粉碎：选取玉米芯为原料，将其粉碎、筛选，选用网目在60～80目范围内的原料，密封存储备用；
(2)抽提：将上述筛选得到的玉米芯原料粉经过乙醇抽提后，风干，储存，备用；
(3)预处理：称取一定量抽提后的原料和低共熔溶剂(原料和低共熔溶剂的摩尔比为1:25)，充分混合，恒温搅拌，控制温度为90℃，转速为180rpm，以使低共熔溶剂和原料能充分接触和反应，反应时间为9小时，待反应结束后，向反应体系中加入一定量的乙醇终止反应(乙醇的加入质量与低共熔溶剂的质量之比为3:1)。然后，过滤分离固液相，即收集预处理后的固体残渣，用水进行多次洗涤，直至无色、无味、pH值呈中性。其中，低共熔溶剂的制备方法：按照一定比例，准确称量氯化胆碱和甲酸，充分混合，恒温搅拌至混合物变为均匀澄清的液体，温度控制在60℃，加热时间为2小时；随后，将低共熔溶剂冷却至室温，密封保存以便后续利用；在制备低共熔溶剂时，控制氯化胆碱和甲酸的摩尔比为1:2；
(4)生物酶处理：向上述收集到的固体残渣中加入乙酸-乙酸钠缓冲液稀释(pH控制在4.8)，配制成质量分数为4％的悬浮液，进行生物酶酶解处理，酶水解条件为：温度为50℃，转速为180rpm，纤维素酶用量为15FPU/g原料底物，酶解时间为4小时。酶解反应结束后，过滤分离，收集固体部分，高温煮沸使酶失活以终止酶解反应，洗涤数次，直至无味、且pH呈中性；
(5)高压匀质处理：将上述步骤(4)中处理后得到的固体部分配制成质量分数为1.5％的浆料悬浮液，进行高压均质处理，匀质次数为30次，控制压力为70MPa，即可得含木素的纤维素纳米纤丝(LCNF)。
检测结果：所制备的含木素的纤维素纳米纤丝呈丝网状结构，在365nm紫外灯下有较好的荧光性，其主要性能指标为粒径分布集中在120-220nm，Zeta电位为-38.57mV，最高热解速率温度为313℃，在表面木素相对含量为27％。
实施例2
一种制备含木素的纤维素纳米纤丝的方法，步骤如下：
(1)粉碎：将玉米芯原料进行粉碎、筛选，选用网目在60～80目范围内的原料，密封存储备用；
(2)抽提：将上述筛选得到的玉米芯残渣原料粉经过乙醇抽提后，风干，储存，备用；
(3)预处理：称取一定量抽提后的原料和低共熔溶剂(原料和低共熔溶剂的摩尔比为1:25)，充分混合，恒温搅拌，控制温度为90℃，转速为180rpm，以使低共熔溶剂和原料能充分接触和反应，反应时间为9小时，待反应结束后，向反应体系中加入一定量的乙醇终止反应(乙醇的加入质量与低共熔溶剂的质量之比控制在3:1)。然后，过滤分离固液相，即收集预处理后的固体残渣，用水进行多次洗涤，直至无色、无味、pH值呈中性。其中，低共熔溶剂的制备方法：按照一定比例，准确称量氯化胆碱和乳酸，充分混合，恒温搅拌至混合物变为均匀澄清的液体，温度控制在60℃，加热时间为2小时；随后，将低共熔溶剂冷却至室温，密封保存以便后续利用；在制备低共熔溶剂时，控制氯化胆碱和乳酸的摩尔比为1:5。
(4)生物酶处理：将上述收集到的固体残渣中加入乙酸-乙酸钠缓冲液稀释(pH控制在4.8)，配制成质量分数为4％的悬浮液，进行生物酶酶解处理，酶水解条件为：温度为50℃，转速为180rpm，纤维素酶用量为15FPU/g原料底物，酶解时间为4小时。酶解反应结束后，过滤分离，收集固体部分，高温煮沸使酶失活以终止酶解反应，洗涤数次，直至无味、且pH呈中性；
(5)高压匀质处理：将上述步骤(4)中处理后得到的固体部分配制成质量分数为1.5％的悬浮液，进行高压均质处理，匀质次数为40次，控制压力为80MPa，即可得含木素的纤维素纳米纤丝(LCNF)。
(6)检测方法：图1a的检测方法是将上述步骤(5)得到的LCNF用去离子水稀释100倍，冷冻干燥，将冻干后的样品均匀涂上导电胶，喷金观察。图1b的检测方法是用将上述步骤(5)得到的LCNF置于365nm紫外灯下拍摄的荧光照片。
检测结果：如图1所示，所制备的含木素的纤维素纳米纤丝呈丝状网络结构，纤维上有明显的木素颗粒。在365nm紫外灯下有较好的荧光性，其主要性能指标为直径分布集中在75-130nm，Zeta电位为-41.29mV，最高热解速率温度为354℃，表面木素相对含量为48％，表明具有较好的胶体稳定性和热稳定性。
实施例3
一种制备含木素的纤维素纳米纤丝的方法，步骤如下：
(1)粉碎：将收集到的木粉原料进行粉碎、筛选，选用网目在60～80目范围内的纤维原料，密封存储备用；
(2)抽提：将上述筛选得到的木粉原料粉经过乙醇抽提后，风干，储存，备用；
(3)预处理：称取一定量抽提后的原料和低共熔溶剂(原料和低共熔溶剂的摩尔比为1:12)，充分混合，采用微波加热的方式，控制功率范围在800W，处理时间为3分钟，待反应结束后，向反应体系中加入一定量的乙醇终止反应(乙醇的加入质量与低共熔溶剂的质量之比控制在3:1)。然后，过滤分离固液相，即收集预处理后的固体残渣，用水进行多次洗涤，直至无色、无味、pH值呈中性。其中，低共熔溶剂的制备方法：按照一定比例，准确称量氯化胆碱和甲酸，充分混合，恒温搅拌至混合物变为均匀澄清的液体，温度控制在60℃，加热时间为2小时；随后，将低共熔溶剂冷却至室温，密封保存以便后续利用；在制备低共熔溶剂时，控制氯化胆碱和甲酸的摩尔比为1:2。
(4)生物酶处理：将上述收集到的固体残渣中加入乙酸-乙酸钠缓冲液稀释(pH控制在4.8)，配制成质量分数为4％的悬浮液，进行生物酶水解处理，酶水解条件为：温度为50℃，转速为180rpm，纤维素酶用量为15FPU/g原料底物，酶解时间为4小时。酶解反应结束后，过滤分离，收集固体部分，高温煮沸使酶失活以终止酶解反应，洗涤数次，直至无味、且pH呈中性；
(5)高压匀质处理：将上述步骤(4)中处理后得到的固体部分配制成质量分数为1.5％的浆料悬浮液，进行高压均质处理，匀质次数为50次，控制压力为90MPa，即可得含木素的纤维素纳米纤丝(LCNF)。
检测结果：所制备的含木素的纤维素纳米纤丝呈现致密的网状结构，在365nm紫外灯下有较好的荧光性，其主要性能指标为Zeta电位为-33.03mV，直径分布集中在10-70nm，最高热解速率温度为354℃，表面木素相对含量为24％。
实施例4
一种制备含木素的纤维素纳米纤丝的方法，步骤如下：
(1)粉碎：将收集到的木质纤维原料进行粉碎、筛选，选用网目在60～80目范围内的纤维原料，密封存储备用。木质纤维原料为玉米芯；
(2)抽提：将上述筛选得到的玉米芯原料粉经过乙醇抽提后，风干，储存，备用；
(3)预处理：称取一定量抽提后的原料和低共熔溶剂(原料和低共熔溶剂的摩尔比为1:12)，充分混合，采用微波加热的方式，控制功率范围在800W，处理时间为3分钟，待反应结束后，向反应体系中加入一定量的乙醇终止反应(乙醇的加入质量与低共熔溶剂的质量之比控制在3:1)。然后，过滤分离固液相，即收集预处理后的固体残渣，用水进行多次洗涤，直至无色、无味、pH值呈中性。其中，低共熔溶剂的制备方法：按照一定比例，准确称量氯化胆碱和乙酸，充分混合，恒温搅拌至混合物变为均匀澄清的液体，温度控制在60℃，加热时间为2h；随后，将低共熔溶剂冷却至室温，密封保存以便后续利用；在制备低共熔溶剂时，控制氯化胆碱和甲酸的摩尔比为1:2。
(4)生物酶处理：将上述收集到的固体残渣中加入乙酸-乙酸钠缓冲液稀释(pH控制在4.8)，配制成质量分数为4％的悬浮液，进行生物酶水解处理，酶水解条件为：温度为50℃，转速为200rpm，纤维素酶用量为20FPU/g原料底物，酶解时间为4小时。酶解反应结束后，过滤分离，收集固体部分，高温煮沸使酶失活以终止酶解反应，洗涤数次，直至无味、且pH呈中性；
(5)高压匀质处理：将上述步骤(4)中处理后得到的固体部分配制成质量分数为1.5％的浆料悬浮液，进行高压均质处理，匀质次数为100次，控制压力为100MPa，即可得含木素的纤维素纳米纤丝(LCNF)。
(6)检测方法：图2a的检测方法是将上述步骤(5)得到的LCNF用去离子水稀释100倍，冷冻干燥，将冻干后的样品均匀涂上导电胶，喷金观察。图2b的检测方法是用将上述步骤(5)得到的LCNF置于365nm紫外灯下拍摄的荧光照片。
检测结果：如图2和图3所示，所制备的含木素的纤维素纳米纤丝呈现更为致密的网状结构，纤维表面颗粒也明显少于图1a，在365nm紫外灯下荧光性弱于图1b。其主要性能指标为直径分布集中在70-90nm，Zeta电位为-33.92mV，最高热解速率温度为350℃，表面木素相对含量为14％，也具有较好的胶体稳定性和热稳定性。
尽管为说明目的公开了本发明的实施例，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本发明的范围不局限于实施例所公开的内容。

Claims (6)

1.一种制备含木素的纤维素纳米纤丝的方法，其特征在于：步骤如下：
⑴粉碎：将收集到的木质纤维原料进行粉碎、筛选，选用网目在20～80目范围内的纤维原料，密封存储备用；
⑵抽提：将上述筛选得到的原料粉经过乙醇抽提后，风干，储存，备用；
⑶预处理：称取抽提后的原料和低共熔溶剂，原料和低共熔溶剂的摩尔比为1:2～1:50，充分混合，恒温搅拌，控制温度范围30～150℃，转速为50～500rpm，以使低共熔溶剂和原料能充分接触和反应，反应时间为1～36小时；或者，采用微波加热的方式，控制功率范围在300～1000W，处理时间为50秒～10分钟；待反应结束后，向反应体系中加入乙醇终止反应，乙醇的加入质量与低共熔溶剂的质量之比控制在1:1～10:1；然后，过滤分离固液相，即收集预处理后的固体残渣，用水进行多次洗涤，直至无色、无味、pH值呈中性；
⑷生物酶处理：向上述收集到的固体残渣中加入乙酸-乙酸钠缓冲液稀释，配制成质量分数为1％～20％的悬浮液，乙酸-乙酸钠缓冲液的pH控制在4.5–5.0，进行生物酶酶解处理，酶水解条件为：温度为50℃，转速为100–500rpm，纤维素酶用量为10～50FPU/g原料底物，酶解时间为1～50小时；酶解反应结束后，过滤分离，收集固体部分，高温煮沸使酶失活以终止酶解反应，洗涤数次，直至无味、且pH呈中性；
⑸高压匀质处理：将上述步骤⑷中处理后得到的固体部分配制成质量分数为0.5％–3％的浆料悬浮液，进行高压均质处理，匀质次数为10–200次，控制压力为30～100MPa，即可得含木素的纤维素纳米纤丝。
2.根据权利要求1所述的制备含木素的纤维素纳米纤丝的方法，其特征在于：所述步骤⑴中木质纤维原料包括木材和/或非木材。
3.根据权利要求2所述的制备含木素的纤维素纳米纤丝的方法，其特征在于：所述木材为阔叶木和/或针叶木；
所述非木材为农作物秸秆，或为玉米芯、髓及其经过化学提取后的残渣，或为草类、竹子、棉花、棉杆。
4.根据权利要求3所述的制备含木素的纤维素纳米纤丝的方法，其特征在于：所述阔叶木为桉木、桦木或杨木，所述针叶木为落叶松、马尾松或云杉；
所述农作物秸秆为小麦、玉米、稻草或高粱。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的制备含木素的纤维素纳米纤丝的方法，其特征在于：所述步骤⑶中低共熔溶剂的制备方法：
准确称量氯化胆碱和有机溶剂，氯化胆碱和有机试剂的摩尔比为1:1～1:50，充分混合，恒温搅拌至混合物变为均匀澄清的液体，温度控制在40～100℃，加热时间为1～10小时；随后，将低共熔溶剂冷却至室温，密封保存以便后续利用。
6.根据权利要求5所述的制备含木素的纤维素纳米纤丝的方法，其特征在于：所述有机溶剂为甲酸、乙酸、乳酸、草酸、柠檬酸、甘油、尿素、乙二醇中的一种或者两种以上的组合。
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