【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及纳米纤维素，尤其涉及一种纳米纤维素绿色高效制备方法。
技术介绍
1、纳米纤维素是纤维素纤维经处理得到的纳米尺度的产物。与传统纤维素材料相比，纳米纤维素具有比表面积大、结晶度大、抗张强度大、模量高、可生物降解、质量轻等特点，被认为是最有前途的复合材料增强体，在环保、造纸、包装、食品、能源、复合材料及医学等诸多领域有广泛市场空间。随着其应用范围的进一步拓宽，对纳米纤维素的需求量越来越大，对其性能要求也越来越高。
2、目前，纳米纤维素的制备主要采用酸法、机械法、tempo氧化、次氯酸钠法或生物法。酸法制备纳米纤维素酸液反应后排放时易造成环境污染；机械法制备的纳米纤维素产品得率低，使用的设备均为高能量消耗；tempo氧化或次氯酸钠法制备纳米纤维素，与酸法相同，易造成环境污染，且tempo价格昂贵。生物法制备纳米纤维素生产效率低。
3、为了解决上述问题，申请号为202110764892.2的中国专利技术专利公开了一种绿色高效纳米纤维素的制备方法，包括以下步骤：将生物质纤维素、纤维素酶水溶液和果胶酶水溶液混合进行酶解处理；所述纤维素酶水溶液和所述果胶酶水溶液的总质量与所述生物质纤维素的质量比为(15～30):1，所述纤维素酶水溶液中纤维素酶的酶活力为30～150u/ml，所述果胶酶水溶液中果胶酶的酶活力为300～1500u/ml，所述酶解处理的时间为15～60min。该专利技术提供的纳米纤维素的制备方法，采用纤维素酶水溶液和果胶酶水溶液共同处理生物质纤维素，显著提高了纳米纤维素的生产效率和得率且绿色环保
4、因此，开发一种能安全、快捷、绿色、高效地制备纳米纤维素，制备效率和得率高，制备成本低廉，无化学废液产生，可实现规模化量产的纳米纤维素绿色高效制备方法符合市场需求，具有广泛的市场价值和应用前景，对促进纳米纤维素领域的进一步发展具有非常重要的意义。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是克服现有技术的不足，提供一种能安全、快捷、绿色、高效地制备纳米纤维素，制备效率和得率高，制备成本低廉，无化学废液产生，可实现规模化量产的纳米纤维素绿色高效制备方法。
2、本专利技术可以通过以下技术方案来实现：
3、根据本专利技术所述的一种纳米纤维素绿色高效制备方法，包括如下步骤：
4、步骤s1、纤维素原料预处理：将纤维素原料通过干法高频切割成粉末；
5、步骤s2、纤维素分散液的制备：将经过步骤s1制成的纤维素粉末加入分散剂中，分散均匀后配置成纤维素分散液；
6、步骤s3、机械研磨：将经过步骤s2制成的纤维素分散液于p7微型行星式高能球磨机中研磨1-2h；
7、步骤s4、离心分离：采用离心机将经过步骤s3处理得到的分散液分离得到含纤维素纳米晶的上清液，再将上清液进行真空抽滤脱泡，制成纤维素纳米晶。
8、优选的，步骤s1中所述粉末的宽度范围为8～20μm，长度范围为20～50μm。
9、优选的，步骤s1中所述纤维素原料为竹纤维素、亚麻纤维素、海藻纤维素、人工处理过的微晶纤维素中的任意一种。
10、优选的，步骤s2中所述分散剂为水、乙醇中的至少一种。
11、优选的，步骤s2中所述纤维素分散液的质量百分浓度为0.5wt％-5.5wt％。
12、优选的，步骤s3中研磨为间歇式研磨，每研磨15min间歇10min。
13、优选的，步骤s3中所述机械研磨前还包括超声处理、微波处理和磁场处理。
14、优选的，所述超声处理频率为50-80khz，功率范围为400-800w，处理时间为15-35min。
15、优选的，所述微波处理的频率为2.2-2.5ghz，功率范围为600-1300w，处理时间为5-20min。
16、优选的，所述磁场处理的磁场强度为7500-16500gs，处理时间为10-25min。
17、优选的，步骤s4中所述离心机在离心过程中，控制转速为3500～7500rpm。
18、本专利技术的另一个目的，在于提供一种采用所述纳米纤维素绿色高效制备方法制备得到的纳米纤维素。
19、相比于现有技术，本专利技术的有益效果为：
20、(1)本专利技术公开的纳米纤维素绿色高效制备方法，能安全、快捷、绿色、高效地制备纳米纤维素，制备效率和得率高，制备成本低廉，无化学废液产生，可实现规模化量产，具有较高的推广应用价值。
21、(2)本专利技术公开的纳米纤维素绿色高效制备方法，采用固相力化学研磨制备技术，与传统的化学水解方法不同，该技术采用纯物理的研磨法，无化学废液产生、生产效率高、成本低，可实现规模化量产。
22、(3)本专利技术公开的纳米纤维素绿色高效制备方法，在机械研磨前，采用超声处理、微波处理和磁场处理，通过这些辅助手段工艺参数的合理选取，它们之间相互配合作用，能提高纳米纤维素的制备效率和产率，与机械研磨组合，能绿色高效地实现纳米纤维素的制备，有效降低分散剂的使用量，节约成本，降低环境污染。
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1.一种纳米纤维素绿色高效制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的纳米纤维素绿色高效制备方法，其特征在于，步骤S1中所述粉末的宽度范围为8～20μm，长度范围为20～50μm。
3.根据权利要求1所述的纳米纤维素绿色高效制备方法，其特征在于，步骤S1中所述纤维素原料为竹纤维素、亚麻纤维素、海藻纤维素、人工处理过的微晶纤维素中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的纳米纤维素绿色高效制备方法，其特征在于，步骤S2中所述分散剂为水、乙醇中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的纳米纤维素绿色高效制备方法，其特征在于，步骤S2中所述纤维素分散液的质量百分浓度为0.5wt％-5.5wt％。
6.根据权利要求1所述的纳米纤维素绿色高效制备方法，其特征在于，步骤S3中研磨为间歇式研磨，每研磨15min间歇10min。
7.根据权利要求1所述的纳米纤维素绿色高效制备方法，其特征在于，步骤S3中所述机械研磨前还包括超声处理、微波处理和磁场处理。
8.根据权利要求7所述的纳米纤维素绿色高效制备方法
9.根据权利要求1所述的纳米纤维素绿色高效制备方法，其特征在于，步骤S4中所述离心机在离心过程中，控制转速为3500～7500rpm。
10.一种采用权利要求1-9任一项所述纳米纤维素绿色高效制备方法制备得到的纳米纤维素。
...【技术特征摘要】
1.一种纳米纤维素绿色高效制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的纳米纤维素绿色高效制备方法，其特征在于，步骤s1中所述粉末的宽度范围为8～20μm，长度范围为20～50μm。
3.根据权利要求1所述的纳米纤维素绿色高效制备方法，其特征在于，步骤s1中所述纤维素原料为竹纤维素、亚麻纤维素、海藻纤维素、人工处理过的微晶纤维素中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的纳米纤维素绿色高效制备方法，其特征在于，步骤s2中所述分散剂为水、乙醇中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的纳米纤维素绿色高效制备方法，其特征在于，步骤s2中所述纤维素分散液的质量百分浓度为0.5wt％-5.5wt％。
6.根据权利要求1所述的纳米纤维素绿色高效制备方法，其特征在于，步骤s3中研磨为间歇式研磨，每...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵江琦，李鹏云，
申请(专利权)人：江苏蜀扬春新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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