[发明专利]一种绿色高效纳米纤维素的制备方法

说明书

本发明属于生物质材料技术领域，尤其涉及一种绿色高效纳米纤维素的制备方法。本发明提供的绿色高效纳米纤维素的制备方法，包括以下步骤：将生物质纤维素、纤维素酶水溶液和果胶酶水溶液混合进行酶解处理；所述纤维素酶水溶液和所述果胶酶水溶液的总质量与所述生物质纤维素的质量比为(15～30):1，所述纤维素酶水溶液中纤维素酶的酶活力为30～150U/mL，所述果胶酶水溶液中果胶酶的酶活力为300～1500U/mL，所述酶解处理的时间为15～60min。本发明提供的纳米纤维素的制备方法，采用纤维素酶水溶液和果胶酶水溶液共同处理生物质纤维素，显著提高了纳米纤维素的生产效率和得率且绿色环保。

技术领域

本发明属于生物质材料技术领域，尤其涉及一种绿色高效纳米纤维素的制备方法。

背景技术

目前，纳米纤维素的制备主要采用酸法、机械法、TEMPO氧化、次氯酸钠法或生物法(含生物酶法)。酸法制备纳米纤维素利用的酸主要包括硫酸、磷酸、醋酸等，酸液反应后排放时易造成环境污染；机械法包括高压研磨、球磨、冷冻研磨、超声处理等，但是机械法制备的纳米纤维素产品得率低；TEMPO氧化或次氯酸钠法就是利用TEMPO、NaClO/NaClO₂体系在酸性或碱性条件下制备纳米纤维素，与酸法相同，易造成环境污染。

生物法制备纳米纤维素包括利用纤维素酶法、细菌降解生物质材料制备纳米纤维素及利用细菌生产纳米细菌纤维素，虽然生物法制备纳米纤维素得率高且绿色环保，但是酶解时间通常需要7～30天，纳米纤维素的生产效率低。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种绿色高效纳米纤维素的制备方法，本发明提供的制备方法显著提高了纳米纤维素的生产效率。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种绿色高效纳米纤维素的制备方法，包括以下步骤：

将生物质纤维素、纤维素酶水溶液、果胶酶水溶液混合进行酶解处理，得到所述纳米纤维素；

当所述纤维素酶水溶液和所述果胶酶水溶液的总质量与所述生物质纤维素的质量比为(15～30):1，所述纤维素酶水溶液中纤维素酶的酶活力为30～150U/mL，所述果胶酶水溶液中果胶酶的酶活力为300～1500U/mL，所述酶解处理的时间为15～60min。

优选的，所述纤维素酶水溶液和果胶酶水溶液的质量比为(1～4):1。

优选的，所述生物质纤维素中纤维素的质量含量≥98％。

优选的，所述酶解处理的温度为45～55℃。

优选的，所述酶解处理在搅拌的条件下进行，所述搅拌的转速为800～1200r/min。

优选的，所述酶解处理得到纳米纤维素的胶体溶液，所述酶解处理后还包括，将所述纳米纤维素的胶体溶液进行冷冻干燥，得到纳米纤维素固体粉末，所述冷冻干燥的温度为-70～-85℃，所述冷冻干燥的时间为24～48h。

优选的，所述冷冻干燥为真空冷冻干燥，所述真空冷冻干燥的真空度为0.08～0.1Pa。

优选的，所述纳米纤维的胶体溶液的固含量为0.12～0.46％。