食品包装用TEMPO氧化竹纳米纤维素基气凝胶和薄膜的结构-性能关系

《International Journal of Biological Macromolecules》：Structure-property relations of TEMPO-oxidized bamboo nanocellulose-based aerogels and films in food packaging applications

　　

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  酸碱纯化可提高纤维素纯度，同时保留其I型结晶结构。
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  氧化处理可实现纳米化，并改善分散性。
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  超低温冷冻可获得细小均匀的孔结构，从而兼顾隔热性与强度。
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  BONC薄膜在气调食品包装领域展现出应用潜力。

文章片段

缩写说明

全称	缩写
竹粉	BP
竹全纤维素	BH
竹纯化纤维素	BPC
竹纳米纤维素	BNC
竹氧化纤维素	BOC
竹氧化纳米纤维素	BONC
?20 ℃常规模块冷冻	CF-20
液氮中常规模块冷冻	CF-LN
液氮中定向冷冻	DF-LN
采用CF-20在不同浓度（0.4、0.5、0.8和1.0%）下制备的气凝胶	CF-20-0.4、CF-20-0.6、CF-20-0.8、CF-20-1.0
采用

关键词

竹纳米纤维素

食品包装

基本性能

材料

毛竹购自湖北恩施；红提葡萄购自广州当地一家超市；亚氯酸钠（NaClO₂）、氯化钠、TEMPO和溴化钠均购自上海麦克林生化科技有限公司；冰醋酸和次氯酸钠（NaClO）购自广东广试试剂科技有限公司；无水乙醇、甘油、盐酸、氢氧化钾和氢氧化钠均购自

纤维素组分的化学组成

在木质纤维素生物质中，纤维素、半纤维素和木质素通过氢键和共价键紧密地结合在一起，形成复杂的细胞壁结构[23]、[24]。因此，去除木质素和半纤维素是分离纳米纤维素的前提条件。纯化处理后，纤维素含量达到95.71%，表明亚氯酸钠/冰乙酸有效断裂了木质素与半纤维素之间的醚键[25]，而氢氧化钾则破坏了

结论

成功提取了TEMPO氧化竹纤维素纳米原纤维，并将其制备成气凝胶和薄膜。这些材料的微观结构与基本性能在很大程度上受到加工参数（包括悬浮液浓度和冷冻条件）的调控。随着BONC浓度的升高和冷冻温度的降低，气凝胶表现出更高的孔隙率和更加规则的孔结构网络，从而提升了其抗压强度和热

CRediT作者贡献声明

Zhu Meiyan（朱美燕）：撰写——初稿撰写、可视化、验证、软件、方法学、正式分析、数据整理、概念构思。Zhu Liang（朱亮）：撰写——审阅与编辑、可视化、调查研究、资金获取、正式分析。Xiao Kaijun（肖凯军）：撰写——审阅与编辑、监督指导、资源、项目管理、方法学、资金获取。

利益冲突声明

所有作者声明，他们没有任何已知的可能影响本文所述工作的竞争财务利益或人际关系，且在任何产品、服务或公司方面不存在任何性质或形式的专业或其他个人利益，这种利益可能被解读为对题为"TEMPO氧化竹纤维素纳米原纤维基气凝胶的制备与基础性能表征"的手稿中所呈立场或观点产生影响。

致谢

作者感谢以下资助单位提供的大力支持：广东省天然产物绿色加工与产品安全重点实验室开放基金资助项目（202508）、广州市科技计划项目（2024B03J1312）以及高州"扬帆计划"项目（B4250180）。

朱美燕 | 朱亮 | 肖凯军