咖啡殼纖維素提取工藝的優(yōu)化及其微觀結(jié)構(gòu)

王宇，李如燕，李根，張松

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咖啡殼纖維素提取工藝的優(yōu)化及其微觀結(jié)構(gòu)

王宇1，2，李如燕1，2，李根2，張松1，2

（1昆明理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，云南昆明 650093；2固體廢棄物資源化國(guó)家工程研究中心，云南昆明 650093）

為擴(kuò)展咖啡殼資源化再利用的新用途，以廢棄咖啡殼為原料，采用化學(xué)分離方法提取纖維素，通過單因素實(shí)驗(yàn)和正交實(shí)驗(yàn)，確定了咖啡殼纖維素提取的最優(yōu)工藝條件，即NaOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%、H2O2質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%、反應(yīng)溫度為40℃、反應(yīng)時(shí)間為35min時(shí)，所提取的咖啡殼纖維素產(chǎn)量最佳，可達(dá)83.88%。采用FITR、SEM、XRD、吸液性能測(cè)試等手段分別對(duì)提取樣品的成分、微觀形貌、物相構(gòu)型和吸液倍率進(jìn)行了表征。結(jié)果表明：提取的樣品成分中主要含有纖維素；提純后的纖維素具有螺旋管狀結(jié)構(gòu)，其比表面積明顯增大，而晶體類型沒有發(fā)生變化，仍然為天然纖維素Ⅰ晶型；在室溫條件下，咖啡殼纖維素在自來水中的吸液倍率最大（可達(dá)65g/g），在0.9% NaCl溶液中的吸液倍率最低（約為58g/g），明顯都高于天然棉纖維素的吸液倍率（40g/g）。

咖啡殼；纖維素；提取；吸液性能

纖維素是一種具有來源廣、無毒無污染、強(qiáng)抗水性、可再生和可生物降解等[1]特點(diǎn)的天然高分子化合物，是世界上最豐富的有機(jī)質(zhì)原料，廣泛存在于自然界中[2]。每年僅通過植物光合作用產(chǎn)生的纖維素可達(dá)1.5×1012t，這些纖維素可廣泛替代石油化工原料，在緩解世界資源和環(huán)境問題中有著非常重要的意義[3]，被看作是未來開發(fā)新能源和新材料的重要綠色原料[4]。目前，纖維素及其衍生物已被廣泛應(yīng)用到生物醫(yī)藥、能源化工、廢水處理以及食品與紡織等領(lǐng)域[3-5]。……