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探索完全无氯漂白方法制备甜菜渣纤维素纳米纤维
《Biotechnology for Biofuels and Bioproducts》：Exploring totally chlorine-free bleaching methods to produce sugar beet pulp cellulose nanofibers
【字体： 大 中 小 】 时间：2026年08月29日 来源：Biotechnology for Biofuels and Bioproducts 6.0
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摘要背景一种简单的一锅法工艺可应用于甜菜渣（SBP），这是一种低木质素的二次生物质材料，以生产纤维素纳米纤维（CNF）。然而，该工艺在关键的漂白步骤中使用亚氯酸钠（SC）。本工作探讨了用环境友好的过氧乙酸（PAA）（包括外源性和原位生成的）替代 SC，以及过氧基或自由基漂白机
一种简单的一锅法工艺可应用于甜菜渣（SBP），这是一种低木质素的二次生物质材料，以生产纤维素纳米纤维（CNF）。然而，该工艺在关键的漂白步骤中使用亚氯酸钠（SC）。本工作探讨了用环境友好的过氧乙酸（PAA）（包括外源性和原位生成的）替代 SC，以及过氧基或自由基漂白机制的选择如何影响该反应。
研究发现，在颜色方面（约 67% 的相对亮度指数），PAA 漂白的 CNF（PAA-CNF）与 SC 漂白的 CNF（SC-CNF）非常接近，并且过氧基机制使浆料增白，而自由基漂白使浆料变暗。由于基质多糖的损失，PAA 氧化和芬顿氧化的 CNF 中的木质素富集程度高于 SC 氧化的 CNF（分别为 9%、10% 和 4%），但它们的粘度更高（分别为 4500、2500 和 2000 cP）。所有 CNF 均表现出初始稳定性，ζ 电位从 ?17 到 ?23 mV，并且与未氧化的 CNF 相比，纤维丝的长径比有所增加。此外，原位生成的 PAA-CNFs 的质量与外源 PAA 漂白的 CNF 相似。
在这项研究中，我们展示了在我们的 CNF 生产方法中替代 SC 的三种成功方案。PAA 氧化后木质素依然存在，但所得 CNF 悬浮液的粘度更高，且亮度与 SC-CNF 相当。总体而言，本工作展示了我们如何创新一种完全无氯、酶介导的生产工艺，这代表了工艺安全性和降低毒性的进步，并促进了二次生物质升级循环为生物材料可持续替代品的开发。
一种简单的一锅法工艺可应用于甜菜渣（SBP），这是一种低木质素的二次生物质材料，以生产纤维素纳米纤维（CNF）。然而，该工艺在关键的漂白步骤中使用亚氯酸钠（SC）。本工作探讨了用环境友好的过氧乙酸（PAA）（包括外源性和原位生成的）替代 SC，以及过氧基或自由基漂白机制的选择如何影响该反应。
研究发现，在颜色方面（约 67% 的相对亮度指数），PAA 漂白的 CNF（PAA-CNF）与 SC 漂白的 CNF（SC-CNF）非常接近，并且过氧基机制使浆料增白，而自由基漂白使浆料变暗。由于基质多糖的损失，PAA 氧化和芬顿氧化的 CNF 中的木质素富集程度高于 SC 氧化的 CNF（分别为 9%、10% 和 4%），但它们的粘度更高（分别为 4500、2500 和 2000 cP）。所有 CNF 均表现出初始稳定性，ζ 电位从 ?17 到 ?23 mV，并且与未氧化的 CNF 相比，纤维丝的长径比有所增加。此外，原位生成的 PAA-CNFs 的质量与外源 PAA 漂白的 CNF 相似。
在这项研究中，我们展示了在我们的 CNF 生产方法中替代 SC 的三种成功方案。PAA 氧化后木质素依然存在，但所得 CNF 悬浮液的粘度更高，且亮度与 SC-CNF 相当。总体而言，本工作展示了我们如何创新一种完全无氯、酶介导的生产工艺，这代表了工艺安全性和降低毒性的进步，并促进了二次生物质升级循环为生物材料可持续替代品的开发。
