[发明专利]一种天然牧草基纳米纤维素的提取和制备方法

说明书

本发明实施例公开了一种天然牧草基纳米纤维素的提取和制备方法，以羊草、冰草、贝加尔针茅、披碱草或草地早熟禾为原材料提取纳米纤维素，制备工艺简单、成本低廉，不仅丰富了纳米纤维素的原材料来源，而且增大了牧草的综合利用潜力。

技术领域

本发明实施例涉及生物质纳米材料技术领域，具体涉及一种天然牧草基纳米纤维素的提取和制备方法。

背景技术

纳米纤维素是至少一维尺寸达到100nm以内的新型纤维材料，因其高强度、高结晶度、高亲水性以及较大的比表面积等优良性能而在精细化工、医药、食品、复合材料以及新能源等领域具有很好的潜在用途。纳米纤维素作为一种可再生、可降解的环保新材料，近10年来很受研究者们的青睐，需求量也逐年增高。

而就纳米纤维素的原材料而言，木材、纸浆、竹、棉花、亚麻、农业废弃物、细菌纤维素、海藻等已经被世界各国探寻研究。目前，纳米纤维素的原材料供给相对紧张，对于纳米纤维素的原材料，仍需进一步探索，以拓宽纳米纤维素原材料的多元化、多渠道供应。

近几年来，作为地球上第二大植物资源的草类也逐渐开始吸引科学家们的关注。葎草、巨菌草、Triodia pungens(澳洲草)、Imperata Brasiliensis(巴西茅草)、Syngonanthus nitens(巴西金草)、genusZoysia(韩国草)、Napier grass(非洲草)等草本植物已经先后成功地被开发制备出了纳米纤维素。但是目前还没有采用草原优质牧草作为原材料制备纳米纤维素的报道。

呼伦贝尔草原属于世界四大草原之一，草地资源丰富，现拥有天然草场8万平方公里。草原上营养丰富的饲用价值较高的牧草约250种，其中以禾本科和豆科的饲用价值最高，而具有较高引种栽培价值的优良牧草有44种，最优秀的是羊草，冰草，披碱草，贝加尔针茅，草地早熟禾等。目前已有科研人员对几类禾本科牧草品种的生长特性及营养状况进行分析研究，都含有30％左右的粗纤维。另一方面，草原优质牧草除了作为牲畜饲草料外，利用价值较低。

因此，选择代表性的优质牧草品种作为原材料实验提取纳米纤维素对于草原饲用牧草的未来高值、高效利用和多样化应用具有指导意义。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种天然牧草基纳米纤维素的提取和制备方法，以解决现有技术中纳米纤维素的原材料供给紧张、牧草利用价值较低的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

根据本发明实施例提供了一种天然牧草基纳米纤维素的提取和制备方法，包括以下步骤：

步骤S1，将牧草粉碎，过筛，于105±5℃下烘干至恒重，得到干料；

步骤S2，按照1:15g/mL的料液比，将干料置于NaOH溶液中，于75-80℃高速磁力搅拌下持续加热搅拌反应2-2.5h；

步骤S3，注入去离子水进行水洗、过滤至中性，于105±5℃下烘干至恒重，再次得到干料；

步骤S4，按照1:15g/mL的料液比，取步骤S3的干料置于NaOH和H₂O₂混合溶液中，于50-55℃高速磁力搅拌下持续加热搅拌反应1-2h，NaOH和H₂O₂的体积比为1：1；

步骤S5，注入去离子水进行水洗、过滤至中性，于105±5℃下烘干至恒重；

步骤S6，重复步骤S5 3～5次，得到纤维素；

步骤S7，将纤维素置于质量分数为64％的硫酸溶液中，纤维素与硫酸溶液质量比为1:20，在30-35℃、高速磁力搅拌下持续加热搅拌反应1-2h，加入去离子水终止反应；