可再生資源
隨著社會與人類文明的不斷進步，煤炭、石油等不可再生資源不斷被消耗，地球環(huán)境壓力也日益增加，可持續(xù)發(fā)展也上升到國家戰(zhàn)略層面?？稍偕Y源，特別是綠色生物能源的利用將是未來研發(fā)應用的重要方向。世界能源資源危機使可再生資源的開發(fā)與利用成為一個熱點，大量陸生植物和水生植物及其廢棄物是目前國內(nèi)外特別是發(fā)達國家可再生資源領域研究和開發(fā)的趨勢，必將成為未來非再生資源的補充和取代物。
纖維素資源
隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，作為支撐經(jīng)濟發(fā)展的重要資源——石油資源也日漸枯竭；同時各種石油基產(chǎn)品的大量使用也對環(huán)境造成了較大污染。1838年，法國科學家Payen(1795-1871)首次用氫氧化鈉、硝酸溶液交替處理木材后，分離出一種均勻的化合物并命名為纖維素。纖維素作為自然界中存量最豐富的可再生有機高分子資源，在眾多領域得到了較為廣泛的應用。近年來，進一步有效利用纖維素資源，特別是纖維素資源的精細化應用更是成為國內(nèi)外研究的熱點。纖維素在自然界儲備豐富，纖維素是我們生活中非常常見的樹木等植物組織中的最基本組成成分之一，除了植物組織中的大量儲備，纖維素也可以由動物、微生物不斷制造產(chǎn)生，是綠色可再生天然生物高分子物質(zhì)的典型代表。纖維素在植物體內(nèi)有大量儲備，具有可再生、分布廣、價格低、生物兼容性強、可被降解等優(yōu)點，是天然綠色高分子材料。纖維素具有很多優(yōu)越的生化性能，如生物可降解性、親水性、手性、可修飾性。
納米纖維素
納米纖維素（nanocrystalline cellulose,簡稱NCC）是以富含纖維素的生物質(zhì)材料為原料，通過去除半纖維素、木質(zhì)素等非纖維成分，并采用機械的、化學的或生物的方法將其任一維尺寸縮減至100nm以內(nèi)的纖維素材料。納米纖維素的直徑通常為5～100nm，長度在幾十到數(shù)百納米之間，具有較高的長徑比。納米纖維素主要分為兩種，一種是纖維素納米晶（CNC），也叫納米微晶纖維素（NCC），或纖維素納米晶須（CNW）；CNC一般為棒狀，但在某些特定制備條件下也可以得到球形CNC。另一種納米纖維素是纖維素納米纖絲（CNF），也叫納米纖絲化纖維素（NFC），CNF為纖維狀。納米纖維素不僅承繼了纖維素的一些特性，如可再生、可降解性、親水性、廣泛的化學可修飾性，而且具有非常多的優(yōu)異性能，比如粒徑小、比表面積大、高強度、高硬度、密度小等，而且其表面含有大量的極性基團，非常容易進行表面改性，使其表面電位升高，從而導致在基體或溶液中的穩(wěn)定性增加，是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ男滦图{米材料。
制備納米纖維素方法
目前，制備納米纖維素的主要方法包括生物化學法和機械法。其中生物化學法主要生物酶水解法或酸水解法，此種方法獲得的納米纖維素常為膠狀顆粒，其產(chǎn)品通常為納米微晶纖維素、納米晶須或納米晶體纖維素; 機械法主要包括高壓均質(zhì)、高速剪切、研磨、超聲波，這種機械法制備的納米纖維素主要呈纖維狀，產(chǎn)品稱為納米纖維素纖維或者纖維素微纖絲。纖維素的超分子結構是由結晶區(qū)和無定形區(qū)交錯結合的體系。通常采用化學方法或物理和化學相結合的方法對纖維素的無定形區(qū)進行破壞，最終制得結晶度高的納米纖維素。目前，納米纖維素的主流制備方法包括硫酸水解法、TEMPO氧化法和各種預處理聯(lián)合機械法。
酸解均質(zhì)制備納米纖維素
硫酸水解法是利用硫酸破壞纖維素的無定形區(qū)，但該方法污染大、得率低；且用硫酸水解制備納米纖維素是一個突變的過程。在這一過程中，纖維素的聚合度驟然降低，磺化及CNC產(chǎn)生也都是瞬時發(fā)生的，因此，該過程難以控制且制備條件較難優(yōu)化。因此，許多研究者對硫酸水解制備CNC的方法進行了改進。物理機械法通常是利用高強度的沖擊力、剪切力使纖維素纖維解纖、斷裂，從而制備納米纖維素；物理機械法制備得到的納米纖維素為CNF；與CNC相比，CNF容易卷曲、聯(lián)結，結晶度較低,制備能耗高，且容易堵塞管道。酸解均質(zhì)的制備方法與物理機械均質(zhì)化相比，明顯減少了均質(zhì)次數(shù)，提高了得率；且制備的納米纖維素晶須粒徑小且分布均勻，結晶度高。經(jīng)硫酸水解后，納米纖維素分子中引入了磺酸基團，經(jīng)硫酸水解和均質(zhì)處理后，CNC的結構并未發(fā)生變化。
納通優(yōu)勢
隨著新能源行業(yè)的日益增長，研究人員越來越多尋求開發(fā)高性能材料，其中材料的分散均勻性問題總是在阻礙這個過程。納米技術的新突破有助于將新的和更有效的能源應用帶入生活，高壓均質(zhì)機能為該領域科研人員和制造商提供納米化均質(zhì)分散的技術。高壓均質(zhì)機可以將材料顆粒尺寸減小到亞微米級，以產(chǎn)生穩(wěn)定的納米乳液和懸浮液。液滴尺寸的減小和顆粒更均勻的分散，材料的性能將顯著增加，可以達到更好的外觀，更優(yōu)越的效果，更少的有機溶劑添加等等，使得在競爭激烈的市場中脫穎而出成為可能。
◆制得的粒子粒徑小
◆粒度分布窄且均勻
◆效果顯著
◆數(shù)據(jù)重現(xiàn)性強
◆可大批量連續(xù)生產(chǎn)
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