阅读说明：本技术 一种小桐子基纳米纸浆的制备方法 (Preparation method of jatropha curcas base nano paper pulp ) 是由 曾伟 赵丽娟 易龙飞 宋永娇 高元吉 史英博 张欣汝 于 2019-10-30 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种小桐子基纳米纸浆的制备方法,属于纳米纸的制备技术领域。制备过程包括以下步骤：制备过程包括以下步骤：(1)将小桐子枝条沿着生长方向片成厚度为10-400微米的薄片,保证每个薄片内含有木通道腔体；(2)将100份薄片置于细菌或酶中发酵,所选用的发酵环境要适应相应的细菌的生长环境或适合酶的活性环境；(3)将发酵后的薄片用次氯酸钠溶液进行浸泡漂白；(4)将漂白的薄片平铺,采用压板机控制10-15MPa的压力对其进行压缩,得到透明的纳米纸。该方法合理利用了每年大量的小桐子废弃枝条,通过简单、低成本、低能耗的方式制备纳米纸,使废弃枝条转变为柔性有机发光二极管、柔性太阳能电池衬底材料等高附加值的纳米材料。(The invention discloses a preparation method of jatropha curcas base nano paper pulp, belonging to the technical field of preparation of nano paper. The preparation process comprises the following steps: the preparation process comprises the following steps: (1) slicing the jatropha curcas branches into slices with the thickness of 10-400 microns along the growth direction, and ensuring that each slice contains a wood channel cavity; (2) placing 100 parts of slices in bacteria or enzyme for fermentation, wherein the selected fermentation environment is suitable for the growth environment of corresponding bacteria or the activity environment of enzyme; (3) soaking and bleaching the fermented slices with a sodium hypochlorite solution; (4) and (3) flatly spreading the bleached slices, and compressing the slices by adopting a plate press to control the pressure of 10-15MPa to obtain the transparent nano paper. The method reasonably utilizes a large amount of waste barbadosnut branches every year, and prepares the nano paper in a simple, low-cost and low-energy consumption mode, so that the waste branches are converted into high-added-value nano materials such as flexible organic light-emitting diodes, flexible solar cell substrate materials and the like.)

一种小桐子基纳米纸浆的制备方法

技术领域

本发明属于纳米纸的制备技术领域，具体涉及一种小桐子基纳米纸浆的制备方法。

背景技术

我国幅员辽阔，农作物资源丰富，农作物的总种植量与总产量居世界前列，同时也拥有大量的农业废弃物，这些农业废弃物例如修剪的枝条、落叶、农作物残渣等得不到合理的利用，不仅会造成环境污染，也是一种巨大的资源浪费。植物细胞壁中含有的纤维素和木质素是一种自然界储量最多的可再生天然高分子化合物，将纤维素进行处理得到的纤维素纳米纤丝可以制备一种具有三维网络结构的薄膜，即纳米纸，纤维素纳米纸具有高强度、高透明、高阻隔、可折叠以及低热膨胀等优点，在柔性有机发光二极管，柔性太阳能电池衬底材料等高附加值的纳米科技领域具有巨大的应用前景。

杨树、烟杆、花生壳、稻杆等都是常见的纤维素纳米纤丝的原料，凉山德农生物能源有限公司建有200万亩小桐子基地，小桐子每年需要剪枝，修剪的枝条产量约为400公斤/年，将小桐子枝条进行处理得到纤维素纳米纤丝用以制备纳米纸还未见报道。此外，纤维素纳米纤丝的制备方法，目前主要包括高压均质法、超声法制备、研磨法和微射流法，其中高压均质法以其品质均一、产品得率高等优点成为目前纤维素纳米纤丝最主流的制备方式，但高压均质法也存损害机器寿命，生产效率受限和能耗高的缺点。提出一种简单、高效制备纳米纤丝的方法十分重要。

发明内容

本发明的目的是针对现有纳米纸制备技术的不足，提供一种小桐子基纳米纸浆的制备方法，该方法合理利用了每年大量的小桐子废弃枝条，通过简单、低成本、低能耗的方式制备纳米纸，使废弃枝条转变为柔性有机发光二极管、柔性太阳能电池衬底材料等高附加值的纳米材料。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种小桐子基纳米纸浆的制备方法，制备过程包括以下步骤：

(1)将小桐子枝条沿着生长方向片成厚度为10-400微米的薄片，保证每个薄片内含有木通道腔体；

(2)将100份薄片置于细菌或酶中发酵，所选用的发酵环境要适应相应的细菌的生长环境或适合酶的活性环境；

(3)将发酵后的薄片用次氯酸钠溶液进行浸泡漂白；

(4)将漂白的薄片平铺，采用压板机控制10-15MPa的压力对其进行压缩，得到透明的纳米纸。

上述小桐子基纳米纸浆的制备方法，步骤(2)中，所述细菌用量为1-10份，所述细菌为白腐菌、基因工程菌、里氏木霉、褐腐菌、软腐菌中的一种或多种。

上述小桐子基纳米纸浆的制备方法，步骤(2)中，所述酶用量为5-10份，所述酶为白腐菌木质纤维素酶、纤维素酶、里氏木霉产木聚糖酶、多酚氧化酶、漆酶、过氧化氢生成酶、苯醒还原酶中的一种或多种。

上述小桐子基纳米纸浆的制备方法，步骤(2)中，发酵天数为15-30天。

上述小桐子基纳米纸浆的制备方法，步骤(3)中，浸泡漂白用的次氯酸钠溶液的浓度为10-40％，浸泡时间为30-120分钟，温度为30-60℃。

本发明与现有技术相比具有的有益效果是：

(1)本发明的小桐子基纳米纸是以以小桐子废弃枝条为原料进行制备，节约成本，变废为宝，减少了环境污染与资源浪费。

(2)制备工艺简单，通过枝条切片，保证每一个平面都含有木通道腔体，木通道腔体的中空结构可以保证在后期的压缩过程中能保证薄层厚度大大降低，且平面内的纤维素沿着生长方向取向，赋予纳米纸一定的强度。

(3)采用发酵的方式去除木质素，简单环保。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的描述，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他所用实施例，都属于本发明的保护范围。

值得说明的是，以下实施例中所用物料份数均为重量份。

实施例1

取100份小桐子枝条沿着生长方向片成厚度约为10微米的薄片，置于7份白腐菌中发酵，在pH为4的30℃的环境中发酵7天。再将发酵后的薄片用浓度约为10％的次氯酸钠溶液在60℃下漂白120分钟。随后将漂白的薄片平铺，再采用压板机控制10MPa的压力对其进行压缩，得到透明的纳米纸。

通过测试表面该纳米纸的透明度为97％，拉伸强度为295MPa。

实施例2

取100份小桐子枝条沿着生长方向片成厚度约为100微米的薄片，置于1份白腐菌中发酵，在pH为4的30℃的环境中发酵15天。再将发酵后的薄片用浓度约为20％的次氯酸钠溶液在45℃下漂白90分钟。随后将漂白的薄片平铺，再采用压板机控制15MPa的压力对其进行压缩，得到透明的纳米纸。

通过测试表面该纳米纸的透明度为95％，拉伸强度为310MPa。

实施例3

取100份小桐子枝条沿着生长方向片成厚度约为150微米的薄片，置于5份里氏木霉中发酵，在pH为4.8的30℃的环境中发酵20天。再将发酵后的薄片用浓度约为25％的次氯酸钠溶液在50℃下漂白90分钟。随后将漂白的薄片平铺，再采用压板机控制15MPa的压力对其进行压缩，得到透明的纳米纸。

通过测试表面该纳米纸的透明度为94％，拉伸强度为325MPa。

实施例4

取100份小桐子枝条沿着生长方向片成厚度约为200微米的薄片，置于7份白腐菌木质纤维素酶中发酵，在pH为4的30℃的环境中发酵25天。再将发酵后的薄片用浓度约为30％的次氯酸钠溶液在50℃下漂白90分钟。随后将漂白的薄片平铺，再采用压板机控制15MPa的压力对其进行压缩，得到透明的纳米纸。

通过测试表面该纳米纸的透明度为92％，拉伸强度为335MPa。

实施例5

取100份小桐子枝条沿着生长方向片成厚度约为300微米的薄片，置于8份里氏木霉产木聚糖酶中发酵，在pH为4.8的30℃的环境中发酵30天。再将发酵后的薄片用浓度约为30％的次氯酸钠溶液在50℃下漂白100分钟。随后将漂白的薄片平铺，再采用压板机控制15MPa的压力对其进行压缩，得到透明的纳米纸。

通过测试表面该纳米纸的透明度为90％，拉伸强度为345MPa。

实施例6

取100份小桐子枝条沿着生长方向片成厚度约为400微米的薄片，置于3份白腐菌和2份多酚氧化酶中发酵，在pH为4的30℃的环境中发酵25天。再将发酵后的薄片用浓度约为30％的次氯酸钠溶液在50℃下漂白100分钟。随后将漂白的薄片平铺，再采用压板机控制15MPa的压力对其进行压缩，得到透明的纳米纸。

通过测试表面该纳米纸的透明度为88％，拉伸强度为355MPa。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。