水热法制备尺寸均一的木质素纳米粒子及其形成机理

编号：NMJS09446

篇名：水热法制备尺寸均一的木质素纳米粒子及其形成机理

作者：殷亚庆 吴晶枝 覃善嘉 谢冰 唐爱星 刘幽燕

关键词： 木质素 木质素纳米粒子 环保制备方法 木质素热响应机制 分子间相互作用

机构： 广西大学化学化工学院

摘要： 【目的】利用牛皮纸木质素的不可逆热响应特性在水中制备尺寸均一的木质素纳米粒子。并探讨木质素不可逆热响应行为的机理,为木质素纳米粒子的制备提供新思路。【方法】研究了不同pH值和温度条件下制备的木质素纳米粒子形态。采用全反射衰减红外光谱、紫外-光扫描光谱以及差示扫描量热等方法,进一步分析了加热过程中木质素与水以及木质素分子间相互作用的变化。【结果】在125℃条件下加热30 min,可以得到平均水合粒径为94 nm、多分散性指数为0.12的木质素纳米粒子。扫描电子显微镜显示,这些纳米粒子呈规则的球形。ATR-FTIR结果显示,在加热过程中,木质素中-CH3和-CH2-的吸收峰发生红移。FTIR结果显示,加热后木质素中C=O吸收峰蓝移。紫外-可见光扫描光谱结果显示,未观察到木质素的紫外吸收峰的位移变化。DSC结果显示,木质素的热响应过程需要吸收热量。酸-碱滴定结果显示,热处理后木质素中的羧基去质子化出现滞后现象,并且随着加热温度的上升以及加热时间的延长这种滞后现象逐渐增强。【结论】温度升高后,木质素与水的相互作用减弱,这是其产生热响应行为的主要原因。此外,木质素聚集后主要形成疏水相互作用。木质素的不可逆热响应现象可归因于木质素疏水聚集导致溶解自由能增加。