JP2020504224A - セルロースii型ナノ結晶粒子及びその調製方法と応用 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明者は、従来技術に存在する以上の2つの技術課題を解決するために、構造の緩い非晶質セルロースが加水分解しやしく、単結晶の表面構造が明確であり且つ性質が制御しやすい等の特徴を生かし、有機溶媒の多糖分子結晶挙動に対する制御効果を合わせて、新たなセルロースII型ナノ結晶粒子の調製方法(セルロース原料をまず非結晶化再構築し、さらに結晶化酸分解を行う)を創出し、セルロースナノ結晶材料の効率的、かつ清潔な生産、および品質制御を実現する。
第一の局面では、本発明は、結晶度≧80%であり、数平均分子量が1200〜2500、多分散度Mw/Mn≦1.30であるセルロースII型ナノ結晶粒子を提供する。
該セルロースII型ナノ結晶粒子の好ましい実施形態では、その多分散度Mw/Mn≦1.20である。
該セルロースII型ナノ結晶粒子の好ましい実施形態では、その多分散度Mw/Mn≦1.10である。
該セルロースII型ナノ結晶粒子の好ましい実施形態では、その数平均分子量が1500〜2200である。
該セルロースII型ナノ結晶粒子の好ましい実施形態では、その数平均分子量が1600〜2000である。
該セルロースII型ナノ結晶粒子の好ましい実施形態では、該セルロースII型ナノ結晶粒子の格子定数がa=8.1Å、b=9.03Å、c=10.31Å、α=β=90°、γ=117.1°である。
工程1:セルロースを含有する原料を溶解させ、セルロース溶液を得る。該セルロース溶液を貧溶媒と混合させ、溶解したセルロースを貧溶媒に析出させ、非結晶化再構築したセルロースを得る。
工程2:工程1で調製された非結晶化再構築したセルロースを水/有機溶媒の混合溶液に入れ、無機酸を加えて酸性度を調整し、低濃度酸性条件で調製することを実現でき、加熱反応により前記セルロースII型ナノ結晶粒子を得る。
セルロース含有原料
本発明において、「セルロース含有原料」又は「セルロース原料」は任意の物理状態のセルロースを含む材料であってもよく、好ましくは植物、動物、藻類、細菌から分離される精製セルロース又はセルローススラリーであり、好ましくは植物由来の精製セルロース又はセルローススラリーである。本発明において、「植物」、「動物」、「藻類」、「細菌」はいずれも本分野における通常の意味であり、例えば植物はコケ植物、シダ類植物、種植物など、例えば、木、竹、綿、草類、麻類などを含んでもよい。
本発明において、「非結晶化再構築」とは、セルロース原料における元の結晶部分を破壊し、構造の緩い非結晶化再構築したセルロースに転化する過程である。
本発明において、「結晶化酸分解」とは、非結晶化再構築したセルロースを有機溶媒と水との混合溶液系において、酸触媒分解反応を行い、非結晶化再構築したセルロースを分解過程で再結晶させてセルロースナノ結晶を形成する過程である。
本発明にかかるセルロースII型ナノ結晶粒子は80%を超える、好ましくは90%を超える、より好ましくは95%を超える、ひいては96%の高い結晶度を有する。本発明において、結晶度は、広角X線回折法により本分野の公知の分析方法で測定して得られたものである。
)、賀楊ら、化工進展、2013年第32卷第10期に記載の方法により、本発明で得られたセルロースII型ナノ結晶粒子をカルボキシメチルセルロースナトリウムに転化し、ハイドロゲル排除クロマトグラフィーにより、デキストランを標準としてカルボキシメチルセルロースナトリウムの分子量を測定し、そして慣例的な計算により得られる。
本発明のセルロースナノ結晶は、高度な構造完全性と活性な表面化学性質を有するため、触媒キャリア、複合材料補強相等の分野において広い用途がある。
穀稈を5wt%NaOHの水溶液、1wt%HClの水溶液、1wt%次亜塩素酸ナトリウムの水溶液で順に連続的に還流反応させた後に得られた穀稈精製セルロースを本発明のセルロース含有原料として用いた。8.3wt% NaOH、10wt%尿素及び残量の水からなる溶媒系に加えて攪拌し、50g 5wt%穀稈セルロース溶液が得られた。攪拌しながら、セルロースが完全に析出するまでエタノールを加え、析出した非結晶化再構築したセルロースをエタノールで洗浄して乾燥させた。
工程1で得られた非結晶化再構築したセルロースを水/エタノール/エチレングリコールの混合溶液に加え、塩酸濃度が0.1mol/Lとなるように塩酸を溶液に加え、10h加熱還流して反応させ、セルロースII型ナノ結晶粒子製品が得られた。セルロース原料全量で計算すると、製品の収率が90.3%であった。
図9は、GPC方法で分子量を測定する過程においてカルボキシメチル基で変性した変性粒子のGPC測定図を示す。計算すると、該セルロースII型ナノ結晶粒子の数平均分子量Mnが1843であり、重量平均分子量Mw=1974、多分散度PDI=Mw/Mn=1.07である。
穀稈を5wt%NaOHの水溶液、1wt%HClの水溶液、1wt%次亜塩素酸ナトリウムの水溶液で順に連続的に還流反応させた後に得られた穀稈精製セルロースを本発明のセルロース含有原料として用いた。8.3wt% NaOH、10wt%尿素及び残量の水からなる溶媒系に加えて攪拌し、50g 5wt%穀稈セルロース溶液が得られた。攪拌しながら、メタノールをセルロースが完全に析出するまで加え、析出した非結晶化再構築したセルロースをメタノールで洗浄して乾燥させた。
工程1で得られた非結晶化再構築したセルロースを水/テトラヒドロフランの混合溶液に加え、硫酸濃度が1mol/Lとなるように硫酸を溶液に加え、4h加熱還流して反応させ、セルロースII型ナノ結晶粒子製品が得られた。
穀稈を5wt%NaOHの水溶液、1wt%HClの水溶液、1wt%次亜塩素酸ナトリウムの水溶液で順に連続的に還流反応させた後に得られた穀稈精製セルロースを本発明のセルロース含有原料として用いた。8.3wt% NaOH、10wt%尿素及び残量の水からなる溶媒系に加えて攪拌し、50g 5wt%穀稈セルロース溶液が得られた。攪拌しながら、プロパノールをセルロースが完全に析出するまで加え、析出した非結晶化再構築したセルロースをプロパノールで洗浄して乾燥させた。
工程1で得られた非結晶化再構築したセルロースを水/プロパノール/グリセロールの混合溶液に加え、リン酸濃度が2mol/Lとなるようにリン酸を溶液に加え、6h加熱還流して反応させ、セルロースII型ナノ結晶粒子製品が得られた。
穀稈を5wt%NaOHの水溶液、1wt%HClの水溶液、1wt%次亜塩素酸ナトリウムの水溶液で順に連続的に還流反応させた後に得られた穀稈精製セルロースを本発明のセルロース含有原料として用いた。8.3wt% NaOH、10wt%尿素及び残量の水からなる溶媒系に加えて攪拌し、50g 5wt%穀稈セルロース溶液が得られた。攪拌しながら、イソプロパノールをセルロースが完全に析出するまで加え、析出した非結晶化再構築したセルロースをイソプロパノールで洗浄して乾燥させた。
工程1で得られた非結晶化再構築したセルロースを水/イソプロパノール/プロピレングリコールの混合溶液に加え、臭化水素酸濃度が0.5mol/Lとなるように臭化水素酸を溶液に加え、7h加熱還流して反応させ、セルロースII型ナノ結晶粒子製品が得られた。
穀稈を5wt%NaOHの水溶液、1wt%HClの水溶液、1wt%次亜塩素酸ナトリウムの水溶液で順に連続的に還流反応させた後に得られた穀稈精製セルロースを本発明のセルロース含有原料として用いた。8.3wt% NaOH、10wt%尿素及び残量の水からなる溶媒系に加えて攪拌し、50g 5wt%穀稈セルロース溶液が得られた。攪拌しながら、イソブタノールをセルロースが完全に析出するまで加え、析出した非結晶化再構築したセルロースをイソブタノールで洗浄して乾燥させた。
工程1で得られた非結晶化再構築したセルロースを水/イソブタノール/sec-ブタノールの混合溶液に加え、過塩素酸濃度が0.1mol/Lとなるように過塩素酸を溶液に加え、10h加熱還流して反応させ、セルロースII型ナノ結晶粒子製品が得られた。
穀稈を5wt%NaOHの水溶液、1wt%HClの水溶液、1wt%次亜塩素酸ナトリウムの水溶液で順に連続的に還流反応させた後に得られた穀稈精製セルロースを本発明のセルロース含有原料として用いた。8.3wt% NaOH、10wt%尿素及び残量の水からなる溶媒系に加えて攪拌し、50g 5wt%穀稈セルロース溶液が得られた。攪拌しながら、t−ブタノールをセルロースが完全に析出するまで加え、析出した非結晶化再構築したセルロースをt−ブタノールで洗浄して乾燥させた。
工程1で得られた非結晶化再構築したセルロースを水/t−ブタノール/エチレングリコールの混合溶液に加え、塩酸濃度が1mol/Lとなるように塩酸を溶液に加え、5h加熱還流して反応させ、セルロースII型ナノ結晶粒子製品が得られた。
穀稈を5wt%NaOHの水溶液、1wt%HClの水溶液、1wt%次亜塩素酸ナトリウムの水溶液で順に連続的に還流反応させた後に得られた穀稈精製セルロースを本発明のセルロース含有原料として用いた。8.3wt% NaOH、10wt%尿素及び残量の水からなる溶媒系に加えて攪拌し、50g 5wt%穀稈セルロース溶液が得られた。攪拌しながら、イソプロパノールをセルロースが完全に析出するまで加え、析出した非結晶化再構築したセルロースをイソプロパノールで洗浄して乾燥させた。
工程1で得られた非結晶化再構築したセルロースを水/t−ブタノールの混合溶液に加え、塩酸濃度が0.1mol/Lとなるように塩酸を溶液に加え、10h加熱還流して反応させ、セルロースII型ナノ結晶粒子製品が得られた。
竹繊維を5wt%NaOHの水溶液、1wt%HClの水溶液、1wt%次亜塩素酸ナトリウムの水溶液で順に連続的に還流反応させた後に得られた精製竹セルロースを本発明のセルロース含有原料として用いた。7wt% NaOH、12wt%尿素及び残量の水からなる溶媒系に加えて攪拌し、50g 5wt%竹セルロース溶液が得られた。攪拌しながら、セルロースが完全に析出するまでエタノールを加え、析出した非結晶化再構築したセルロースをエタノールで洗浄して乾燥させた。
工程1で得られた非結晶化再構築したセルロースを水/ジオキサンの混合溶液に加え、塩酸濃度が0.1mol/Lとなるように塩酸を溶液に加え、10h加熱還流して反応させ、セルロースII型ナノ結晶粒子製品が得られた。
わらを5wt%NaOHの水溶液、1wt%HClの水溶液、1wt%次亜塩素酸ナトリウムの水溶液で順に連続的に還流反応させた後に得られた精製わらセルロースを本発明のセルロース含有原料として用いた。5wt% NaOH、16wt%尿素及び残量の水からなる溶媒系に加えて攪拌し、50g 5wt%わらセルロース溶液が得られた。攪拌しながら、セルロースが完全に析出するまでエタノールを加え、析出した非結晶化再構築したセルロースをエタノールで洗浄して乾燥させた。
工程1で得られた非結晶化再構築したセルロースを水/エタノール/エチレングリコールの混合溶液に加え、塩酸濃度が0.1mol/Lとなるように塩酸を溶液に加え、10h加熱還流して反応させ、セルロースII型ナノ結晶粒子製品が得られた。
亜麻を5wt%NaOHの水溶液、1wt%HClの水溶液、1wt%次亜塩素酸ナトリウムの水溶液で順に連続的に還流反応させた後に得られた精製亜麻セルロースを本発明のセルロース含有原料として用いた。8.3wt% NaOH、10wt%尿素及び残量の水からなる溶媒系に加えて攪拌し、50g 5wt%亜麻セルロース溶液が得られた。攪拌しながら、セルロースが完全に析出するまでエタノールを加え、析出した非結晶化再構築したセルロースをエタノールで洗浄して乾燥させた。
工程1で得られた非結晶化再構築したセルロースを水/エタノール/エチレングリコールの混合溶液に加え、塩酸濃度が0.1mol/Lとなるように塩酸を溶液に加え、10h加熱還流して反応させ、セルロースII型ナノ結晶粒子製品が得られた。
廃紙を1wt%次亜塩素酸ナトリウムの水溶液で還流反応させた後に得られたパルプを本発明のセルロース含有原料として用いた。8.3wt% NaOH、10wt%尿素及び残量の水からなる溶媒系に加えて攪拌し、50g 5wt%セルロース溶液が得られた。攪拌しながら、セルロースが完全に析出するまでエタノールを加え、析出した非結晶化再構築したセルロースをエタノールで洗浄して乾燥させた。
工程1で得られた非結晶化再構築したセルロースを水/エタノール/エチレングリコールの混合溶液に加え、塩酸濃度が0.1mol/Lとなるように塩酸を溶液に加え、10h加熱還流して反応させ、セルロースII型ナノ結晶粒子製品が得られた。
綿を本発明のセルロース含有原料として用いた。8.3wt% NaOH、10wt%尿素及び残量の水からなる溶媒系に加えて攪拌し、50g 4wt%綿セルロース溶液が得られた。攪拌しながら、セルロースが完全に析出するまでエタノールを加え、析出した非結晶化再構築したセルロースをエタノールで洗浄して乾燥させた。
工程1で得られた非結晶化再構築したセルロースを水/エタノール/エチレングリコールの混合溶液に加え、塩酸濃度が0.1mol/Lとなるように塩酸を溶液に加え、10h加熱還流して反応させ、セルロースII型ナノ結晶粒子製品が得られた。
胞子桿菌を1wt%NaOH水溶液において70℃で反応させた後に得られた細菌セルロースを本発明のセルロース含有原料とした。8.3wt% NaOH、10wt%尿素及び残量の水からなる溶媒系に加えて攪拌し、50g 5wt%細菌セルロース溶液が得られた。攪拌しながら、セルロースが完全に析出するまでエタノールを加え、析出した非結晶化再構築したセルロースをエタノールで洗浄して乾燥させた。
工程1で得られた非結晶化再構築したセルロースを水/エタノール/エチレングリコールの混合溶液に加え、塩酸濃度が0.1mol/Lとなるように塩酸を溶液に加え、10h加熱還流して反応させ、セルロースII型ナノ結晶粒子製品が得られた。
海藻をエタノール、1wt%HClの水溶液、2wt%NaOHの水溶液、1wt%次亜塩素酸ナトリウムの水溶液で順に連続的に還流抽出して反応させた後に得られた精製海藻セルロースを本発明のセルロース含有原料として用いた。8.3wt% NaOH、10wt%尿素及び残量の水からなる溶媒系に加えて攪拌し、50g 5wt%海藻セルロース溶液が得られた。攪拌しながら、メタノールをセルロースが完全に析出するまで加え、析出した非結晶化再構築したセルロースをメタノールで洗浄して乾燥させた。
工程1で得られた非結晶化再構築したセルロースを水/エチレングリコール/メタノールの混合溶液に加え、硫酸濃度が1mol/Lとなるように硫酸を溶液に加え、4h加熱還流して反応させ、セルロースII型ナノ結晶粒子製品が得られた。
セルロース原料全量で計算すると、その収率が86.9%、結晶度が96%、数平均分子量が1861、多分散度Mw/Mnが1.07、格子定数がa=8.1Å、b=9.03Å、c=10.31Å、α=β=90°、γ=117.1°であった。その形態は二種類の粒状形態を含み、そのうち一種類の粒子のセルロース糖鎖末端から構成された外表面は(-112)晶帯軸に垂直する結晶面であり、その長さLと幅Wがいずれも3〜10nmの間であり、高さが3〜6nmの間であり、もう一種類の粒子のセルロース糖鎖末端から構成された外表面は(0 0 1)晶帯軸に垂直する結晶面であり、その長さLが20nm〜100nmの間であり、幅Wが30nm〜80nmの間であり、高さHが3nm〜5nmの間であった。
穀稈を5wt%NaOHの水溶液、1wt%HClの水溶液、1wt%次亜塩素酸ナトリウムの水溶液で順に連続的に還流反応させた後に得られた穀稈精製セルロースを本発明のセルロース含有原料として用いた。濃度が86wt%のN-メチルモルホリン-N-酸化物の水溶液を加えて攪拌し、50g 5wt%穀稈セルロース溶液が得られた。攪拌しながら、セルロースが完全に析出するまでエタノールを加え、析出した非結晶化再構築したセルロースをエタノールで洗浄して乾燥させた。
工程1で得られた非結晶化再構築したセルロースを水/エタノール/エチレングリコールの混合溶液に加え、塩酸濃度が0.1mol/Lとなるように塩酸を溶液に加え、10h加熱還流して反応させ、セルロースII型ナノ結晶粒子製品が得られた。
穀稈を5wt%NaOHの水溶液、1wt%HClの水溶液、1wt%次亜塩素酸ナトリウムの水溶液で順に連続的に還流反応させた後に得られた穀稈精製セルロースを本発明のセルロース含有原料として用いた。6.7wt% LiOH、10wt%尿素及び残量の水からなる溶媒系に加えて攪拌し、50g 5wt%穀稈セルロース溶液が得られた。攪拌しながら、セルロースが完全に析出するまでエタノールを加え、析出した非結晶化再構築したセルロースをエタノールで洗浄して乾燥させた。
工程1で得られた非結晶化再構築したセルロースを水/エタノール/エチレングリコールの混合溶液に加え、塩酸濃度が0.1mol/Lとなるように塩酸を溶液に加え、10h加熱還流して反応させ、セルロースII型ナノ結晶粒子製品が得られた。
穀稈を5wt%NaOHの水溶液、1wt%HClの水溶液、1wt%次亜塩素酸ナトリウムの水溶液で順に連続的に還流反応させた後に得られた穀稈精製セルロースを本発明のセルロース含有原料として用いた。8.3wt% NaOH、10wt%チオ尿素及び残量の水からなる溶媒系に加えて攪拌し、50g 5wt%穀稈セルロース溶液が得られた。攪拌しながら、セルロースが完全に析出するまでエタノールを加え、析出した非結晶化再構築したセルロースをエタノールで洗浄して乾燥させた。
工程1で得られた非結晶化再構築したセルロースを水/エタノール/エチレングリコールの混合溶液に加え、塩酸濃度が0.1mol/Lとなるように塩酸を溶液に加え、10h加熱還流して反応させ、セルロースII型ナノ結晶粒子製品が得られた。
穀稈を5wt%NaOHの水溶液、1wt%HClの水溶液、1wt%次亜塩素酸ナトリウムの水溶液で順に連続的に還流反応させた後に得られた穀稈精製セルロースを本発明のセルロース含有原料として用いた。7.2wt% LiOH、10wt%チオ尿素及び残量の水からなる溶媒系に加えて攪拌し、50g 5wt%穀稈セルロース溶液が得られた。攪拌しながら、セルロースが完全に析出するまでエタノールを加え、析出した非結晶化再構築したセルロースをエタノールで洗浄して乾燥させた。
工程1で得られた非結晶化再構築したセルロースを水/エタノール/エチレングリコールの混合溶液に加え、塩酸濃度が0.1mol/Lとなるように塩酸を溶液に加え、10h加熱還流して反応させ、セルロースII型ナノ結晶粒子製品が得られた。
穀稈を5wt%NaOHの水溶液、1wt%HClの水溶液、1wt%次亜塩素酸ナトリウムの水溶液で順に連続的に還流反応させた後に得られた穀稈精製セルロースを本発明のセルロース含有原料として用いた。9wt% LiClを含有するN,N-ジメチルアセトアミドからなる溶媒系に加えて攪拌し、50g 5wt%穀稈セルロース溶液が得られた。攪拌しながら、セルロースが完全に析出するまでエタノールを加え、析出した非結晶化再構築したセルロースをエタノールで洗浄して乾燥させた。
工程1で得られた非結晶化再構築したセルロースを水/エタノール/エチレングリコールの混合溶液に加え、塩酸濃度が0.1mol/Lとなるように塩酸を溶液に加え、10h加熱還流して反応させ、セルロースII型ナノ結晶粒子製品が得られた。
穀稈を5wt%NaOHの水溶液、1wt%HClの水溶液、1wt%次亜塩素酸ナトリウムの水溶液で順に連続的に還流反応させた後に得られた穀稈精製セルロースを本発明のセルロース含有原料として用いた。10wt% LiBrを含有するN,N-ジメチルホルムアミドからなる溶媒系に加えて攪拌し、50g 5wt%穀稈セルロース溶液が得られた。攪拌しながら、セルロースが完全に析出するまでエタノールを加え、析出した非結晶化再構築したセルロースをエタノールで洗浄して乾燥させた。
工程1で得られた非結晶化再構築したセルロースを水/エタノール/エチレングリコールの混合溶液に加え、塩酸濃度が0.1mol/Lとなるように塩酸を溶液に加え、10h加熱還流して反応させ、セルロースII型ナノ結晶粒子製品が得られた。
Claims (30)
- 結晶度≧80%、数平均分子量が1200〜2500、多分散度Mw/Mn≦1.30であることを特徴とするセルロースII型ナノ結晶粒子。
- 多分散度Mw/Mn≦1.20であることを特徴とする請求項1に記載のセルロースII型ナノ結晶粒子。
- 多分散度Mw/Mn≦1.10であることを特徴とする請求項2に記載のセルロースII型ナノ結晶粒子。
- 数平均分子量が1500〜2200であることを特徴とする請求項1に記載のセルロースII型ナノ結晶粒子。
- 数平均分子量が1600〜2000であることを特徴とする請求項4に記載のセルロースII型ナノ結晶粒子。
- 前記セルロースII型ナノ結晶粒子の格子定数がa=8.1Å、b=9.03Å、c=10.31Å、α=β=90°、γ=117.1°であることを特徴とする請求項1に記載のセルロースII型ナノ結晶粒子。
- セルロース糖鎖末端から構成された該セルロースII型ナノ結晶粒子の外表面は(001)晶帯軸に垂直する結晶面、又は(-112)晶帯軸に垂直する結晶面であり、該外表面の長さと幅は該セルロースII型ナノ結晶粒子の長さLと幅Wを限定し、該外表面に垂直するサイズは該セルロースII型ナノ結晶粒子の高さHを限定することを特徴とする請求項1に記載のセルロースII型ナノ結晶粒子。
- 糖鎖末端から構成された前記(001)晶帯軸に垂直する結晶面又は前記(-112)晶帯軸に垂直する結晶面に、活性アルデヒド基が存在していることを特徴とする請求項7に記載のセルロースII型ナノ結晶粒子。
- 前記セルロース糖鎖末端から構成された該セルロースII型ナノ結晶粒子の外表面は(-112)晶帯軸に垂直する結晶面であり、該セルロースII型ナノ結晶粒子の長さLと幅Wがいずれも3nm〜20nmの間であり、高さHが3nm〜10nmの間であることを特徴とする請求項7に記載のセルロースII型ナノ結晶粒子。
- 前記セルロース糖鎖末端から構成された該セルロースII型ナノ結晶粒子の外表面は(001)晶帯軸に垂直する結晶面であり、該セルロースII型ナノ結晶粒子の長さLと幅Wがいずれも15nm〜200nmの間であり、高さHが2nm〜10nmの間であることを特徴とする請求項7に記載のセルロースII型ナノ結晶粒子。
- 長さLと幅Wがいずれも3nm〜15nmの間であり、高さHが3nm〜8nmの間であることを特徴とする請求項9に記載のセルロースII型ナノ結晶粒子。
- 長さLと幅Wがいずれも3nm〜10nmの間であり、高さHが3nm〜6nmの間であることを特徴とする請求項11に記載のセルロースII型ナノ結晶粒子。
- 結晶度≧90%であることを特徴とする請求項1に記載のセルロースII型ナノ結晶粒子。
- 結晶度≧95%であることを特徴とする請求項13に記載のセルロースII型ナノ結晶粒子。
- セルロース原料の全重量に対する収率は80%を超えることを特徴とする請求項1に記載のセルロースII型ナノ結晶粒子。
- セルロース原料の全重量に対する収率は90%を超えることを特徴とする請求項15に記載のセルロースII型ナノ結晶粒子。
- 前記セルロースII型ナノ結晶粒子が単結晶粒子であることを特徴とする請求項1〜16のいずれか一項に記載のセルロースII型ナノ結晶粒子。
- セルロース含有原料を溶解させ、セルロース溶液を得、該セルロース溶液を貧溶媒と混合させ、溶解したセルロースを貧溶媒に析出させ、非結晶化再構築したセルロースを得る工程1と、
工程1で調製した非結晶化再構築したセルロースを水/有機溶媒の混合溶液に加え、無機酸を加えて酸性度を調整し、加熱反応させ、前記セルロースII型ナノ結晶粒子を得る工程2と、
を含むことを特徴とする請求項1〜17のいずれか一項に記載のセルロースII型ナノ結晶粒子の調製方法。 - 工程1において、前記セルロース含有原料が植物、動物、藻類、細菌から分離した精製セルロース又はセルローススラリーであることを特徴とする請求項18に記載の方法。
- 工程1において、セルロース含有原料を溶解するための溶媒は、水酸化ナトリウム/尿素/水、水酸化リチウム/尿素/水、水酸化ナトリウム/チオ尿素/水、水酸化リチウム/チオ尿素/水、N-メチルモルホリン-N-酸化物/水、N,N-ジメチルアセトアミド/LiCl、N,N-ジメチルホルムアミド/LiBrの一種又は二種以上から選ばれることを特徴とする請求項18に記載の方法。
- 工程1において、前記貧溶媒は、水、アルコール類、ケトン類、エステル類、エーテル類、芳香族炭化水素類、アルカン類の溶媒から選ばれる一種又は二種以上であることを特徴とする請求項18に記載の方法。
- 工程1において、前記貧溶媒は、水、アルコール、ケトンの一種又は二種以上であることを特徴とする請求項21に記載の方法。
- 工程1において、前記貧溶媒は、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、sec-ブタノール、t−ブタノール、エチレングリコール、グリセロール、アセトンの一種又は二種以上であることを特徴とする請求項21に記載の方法。
- 工程2において、前記有機溶媒は、アルコール類、エーテル類、ケトン類、エステル類、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、テトラヒドロフラン、1,4-ジオキサンの一種又は二種以上であることを特徴とする請求項18に記載の方法。
- 工程2において、前記有機溶媒は、メタノール、エタノール、イソプロパノール、イソブタノール、sec-ブタノール、t−ブタノール、エチレングリコール、グリセロール、アセトンの一種又は二種以上である、又は
前記有機溶媒は、テトラヒドロフラン及び/又は1,4-ジオキサンである、又は
前記有機溶媒は、アセトン及び/又は酢酸エチルであることを特徴とする請求項24に記載の方法。 - 工程2において、前記無機酸は、塩酸、硫酸、リン酸、過塩素酸、臭化水素酸の一種又は二種以上であることを特徴とする請求項18に記載の方法。
- 工程2において、前記無機酸の濃度は0.01-5mol/Lであることを特徴とする請求項18に記載の方法。
- 工程2において、前記無機酸の濃度は0.1-2mol/Lであることを特徴とする請求項27に記載の方法。
- 工程2で得られたセルロースII型ナノ結晶粒子を洗浄した後にウェットのままで保存することを特徴とする請求項18〜28のいずれか一項に記載の方法。
- 触媒キャリア又は複合材料補強相として用いられることを特徴とする請求項1〜17のいずれか一項に記載のセルロースII型ナノ結晶粒子又は請求項18〜29のいずれか一項に記載の方法で調製されたセルロースII型ナノ結晶粒子の用途。
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