【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及纤维素，尤其涉及一种通过低共熔溶剂处理笋壳制备纳米纤维素的方法。
技术介绍
1、纳米纤维素，凭借其独特的木质素成分和纳米尺度特性，在汽车轻量化、造纸、食品包装、纺织面料、生物医学以及木质素改性等多个领域展现出广泛的应用前景。它不仅能有效降低汽车零组件的重量，提高纸张性能，打造高强度和高透明度的食品包装，还能赋予纺织面料多种功能属性，并在生物医学领域作为生物可降解材料和药物传递系统的载体。此外，纳米纤维素在柔性电子领域展现了其在电化学性能和机械稳定性方面的也存在巨大潜力。
2、竹笋是一种重要的绿色食品及经济作物。我国竹笋资源丰富，其中安徽省南部山区是竹笋的主要产区之一。在每年竹笋加工季节，大量的加工副产物堆积如山，未得到有效利用，造成了资源浪费。笋壳作为竹笋加工过程中的副产物占竹笋整体的30%-40%，主要由纤维素、半纤维素和木质素构成。以此作为提取纳米纤维素的原料属于农业废弃物的利用，对于绿色环保有着积极的促进作用。
3、目前关于笋壳纳米纤维素提取方法上，包括物理法、化学法、生物法和酶解法。其中物理法中最常用的是高压均质提取法，但对设备要求和成本高较高，且能耗大；化学法主要是通过酸碱和tempo来提取，但是由于溶剂的腐蚀性，导致后期无法回收，且对环境污染较大；生物法通过微生物发酵处理降解笋壳中的纤维素，但是操作条件复杂；酶解法虽然操作简单，对环境友好，但是对反应溶剂和环境温度要求高，且反应时间长，成本高。
技术实现思路
1、为了解决上述
技术介绍
2、为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
3、一种通过低共熔溶剂处理笋壳制备纳米纤维素的方法，包括如下步骤：
4、s1.低共熔溶剂的配置：
5、将第一组分、第二组分、第三组分混合均匀后，搅拌加热，得到三元低共熔溶剂；
6、s2.助溶剂的配置：
7、将苄基三丙基氢氧化铵、1'3-双羟甲基脲、水混合均匀后，搅拌加热，得到助溶剂；
8、s3.纳米纤维素的制备：
9、将预处理的笋壳、三元低共熔溶剂、助溶剂混合后，搅拌加热，反应结束后，水洗抽滤，烘干，得到纤维素粗品，将纤维素粗品配置成悬浊液，超声，高压均质，冻干，得到纳米纤维素。
10、优选的，所述第一组分为氯化胆碱，第二组分为甘油或草酸，第三组分为六水合氯化铝、六水合氯化铁、六水合氯化锌中的任意一种。
11、优选的，所述第一组分、第二组分、第三组分的摩尔比为1:1：（0.1-0.3）。
12、优选的，所述苄基三丙基氢氧化铵、1'3-双羟甲基脲、水的质量比为1:1：（10-20）。
13、优选的，预处理的笋壳的方法为：
14、将笋壳清洗干净，烘干后剪切，粉碎过80目筛网，为原样品，简称os；
15、按照质量比1：10的比例，将os与去离子水混合，在90℃下持续搅拌2h，转速为800rpm，采用200目筛网进行过滤，固体不溶物放入烘箱，在60℃下干燥5h；
16、将初步处理的干燥粉末与质量分数为1%的naoh溶液按照质量比1：10进行混合，在90℃下持续搅拌2h，转速为800rpm，搅拌结束后，采用200目筛网进行过滤，用去离子水对过滤后的固体进行洗涤，直至滤液的ph接近中性，将固体在60℃下干燥5h，随后粉碎过80目筛网，得到预处理的笋壳，简称ps。
17、优选的，所述预处理的笋壳、三元低共熔溶剂、助溶剂的质量比为（1-10）：100：（10-20）。
18、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
19、1.本专利技术采用三元低共熔溶剂和助溶剂协同配合进行纳米纤维素的提取，相比于现有的二元低共熔溶剂，本专利技术引入第三组分金属盐，形成的金属配位作用，提高木质素与半纤维素去除率，提高笋壳中纳米纤维素的得率，短时间内可以在更低的温度下获得更小尺寸的纳米纤维素晶体，相比较二元低共熔溶剂，三元低共熔溶剂的共熔点更低，可以提高反应速度和得率。三元低共熔溶剂因组分更多可在低温条件下达到熔点，有更好的导电性和溶解性，更方便后期溶剂的回收利用。
20、2.本专利技术同时引入了苄基三丙基氢氧化铵、1'3-双羟甲基脲，苄基三丙基氢氧化铵上的氢氧根可以与纤维素上的羟基产生氢键作用，从而改变纤维素原本的分子间和分子内氢键；1'3-双羟甲基脲分子上的氨基、羟基能够与苄基三丙基氢氧化铵形成氢键作用，然后与水分子共同组成的复合水合离子，包覆在纤维素分子链表面，从而阻止纤维素分子链的聚集，促进了纤维素的分散。
21、3.通过本专利技术的方法处理后的得到的纳米纤维素，得率高（88.36%），纤维素占比高（90.19%），尺寸可达58.78nm。
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1.一种通过低共熔溶剂处理笋壳制备纳米纤维素的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种通过低共熔溶剂处理笋壳制备纳米纤维素的方法，其特征在于，所述第一组分为氯化胆碱，第二组分为甘油或草酸，第三组分为六水合氯化铝、六水合氯化铁、六水合氯化锌中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的一种通过低共熔溶剂处理笋壳制备纳米纤维素的方法，其特征在于，所述第一组分、第二组分、第三组分的摩尔比为1:1：（0.1-0.3）。
4.根据权利要求1所述的一种通过低共熔溶剂处理笋壳制备纳米纤维素的方法，其特征在于，所述苄基三丙基氢氧化铵、1'3-双羟甲基脲、水的质量比为1:1：（10-20）。
5.根据权利要求1所述的一种通过低共熔溶剂处理笋壳制备纳米纤维素的方法，其特征在于，预处理的笋壳的方法为：
6.根据权利要求1所述的一种通过低共熔溶剂处理笋壳制备纳米纤维素的方法，其特征在于，所述预处理的笋壳、三元低共熔溶剂、助溶剂的质量比为（1-10）：100：（10-20）。
【技术特征摘要】
1.一种通过低共熔溶剂处理笋壳制备纳米纤维素的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种通过低共熔溶剂处理笋壳制备纳米纤维素的方法，其特征在于，所述第一组分为氯化胆碱，第二组分为甘油或草酸，第三组分为六水合氯化铝、六水合氯化铁、六水合氯化锌中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的一种通过低共熔溶剂处理笋壳制备纳米纤维素的方法，其特征在于，所述第一组分、第二组分、第三组分的摩尔比为1:1：（0.1-0.3）。
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【专利技术属性】
技术研发人员：杜京京，杨松，朱倩，郭家刚，伍玉菡，谷佳玉，江舰，
申请(专利权)人：安徽省农业科学院农产品加工研究所，
类型：发明
国别省市：
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