[发明专利]一种利用农林废弃物制备的纤维及其方法

说明书

本发明涉及一种利用农林废弃物制备的纤维及其方法，公开了农林废弃物制备纤维的工艺包括螺旋挤压处理、生物酶发酵和石墨烯分散液改性等工艺。本发明以农林废弃物作为制备纤维的原料，配合采用超声波、生物酶，采用本法制备的纤维得率高、白度高、卡伯值低，整个过程没有引入有害化学品，确保了纤维的卫生特性。由于制浆过程中加入石墨烯分散液，使得获得的产品具有较好的导电和抗菌性能，尤其对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、溶血性链球菌起到有效的抑制灭杀作用。

技术领域

本发明属于制浆造纸技术领域，具体地，涉及一种利用农林废弃物制备的纤维及其方法。

背景技术

石墨烯是一种新型二维超薄纳米材料，因为其独特的结构、力学和电子性质，在药物投递、肿瘤治疗等生物纳米技术领域有着广阔的应用前景。有研究表明，石墨烯不但可以通过对细菌细胞膜进行切割，还能诱导细菌细胞膜上的磷脂分子脱离，从而实现石墨烯对细胞膜上磷脂分子的大规模直接抽取。这种切割和抽取的物理作用可导致细菌的细胞膜失去完整性而胞内物质外流，从而达到杀死细菌的效果。同时，石墨烯具有二维石墨层的新型纳米材料，具有高比表面积和可功能化表面，具有高柔性、高强度、高导电、高导热、导体和半导体等优异的结构、力学和电学特性，是理想的活性材料。

农林废弃物是废弃物的重要成员，是一种重要的生物质资源，是重要的可再生资源，农林废弃物能源转化利用是可再生能源领域的研究热点之一。农林废弃物的成分主要为纤维素、半纤维素和木素，是制浆造纸工业的重要原材料。虽然，现有技术中对农林废弃物制浆进行了大量研究，并得到了一些性能良好的非木材纤维纸浆，但由于农林废弃物的纤维素含量低，导致制浆得率低；且由于采用化学法制浆，导致纤维的卫生特性不佳。

发明内容

本发明要解决的技术问题是农林废弃物制浆技术不足，提供一种利用农林废弃物制备纤维的方法。所述方法不但能够解决制浆得率低的问题，还能有效提升纸浆白度，制备的纤维产品卫生特性好、白度高、卡伯值低。

本发明的另一目的在于提供一种利用农林废弃物制备纤维的方法得到的纤维。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种利用农林废弃物制备纤维的方法，包括以下步骤：

S1.将农林废弃物进行除渣处理，去除其中的泥沙和灰尘后，干燥直至含水量为20～30％，将上述农林废弃物进行螺旋挤压处理后，备用；

S2.将步骤S1的农林废弃物置于超声波反应釜中，加入过氧化氢酶、木聚糖酶和水，过氧化氢酶用量为2～4千克/吨料，木聚糖酶用量为4～6千克/吨料，水与农林废弃物质量比为15:2～4，充分混合，进行发酵处理，发酵结束后进行过滤，得到过滤物和滤液；

S3.向步骤S2得到的过滤物中加入石墨烯分散液，混合均匀后，进行减压过滤40～60min，于50～80℃下干燥60～120min，得到含石墨烯的纤维。

优选地，所述农林废弃物为玉米秸秆、稻壳、花生壳、树皮、药渣中任意一种或几种。

优选地，步骤S1农林废弃物的含水量为25％～30％，所述螺旋挤压的处理的具体操作条件为1:1～2:1。

优选地，步骤S2中所述超声波反应釜的工艺参数为：超声功率为1200～1600W，频率为20～30KHz。

优选地，步骤S2中，所述发酵时间2～4h，温度为70～80℃。

优选地，步骤S3中，将氧化石墨烯加入到含分散剂的水或乙醇溶剂的溶液中，超声2～4h，得到石墨烯分散液。

更优选地，步骤S3中，将氧化石墨烯加入到含分散剂的水或乙醇溶剂的溶液中，超声3～4h，得到石墨烯分散液。

优选地，步骤S3中，农林废弃物纤维与石墨烯分散液用量比例为60～80:1～5。