一、前言
纳米纤维素来源于木材或草等植物纤维,其具有良好的可再生性,力学性能等。为构建脱碳社会,全球各国不断推动纳米纤维素的研发与应用。
根据生产工艺,纳米纤维素可分为纤维素纳米纤丝(CNF)和纤维素纳米晶(CNC)等,作为一种新材料,在广泛应用前,对它的安全性评价是必要的,但目前缺乏评价纳米纤维素安全性的统一方法。
日本新能源和产业技术开发组织(NEDO)进行了多种纳米纤维素评价方法的开发和评估,本文参考NEDO课题项目“非食用植物源性化学品的制造工艺技术的开发/CNF安全性评价手段的开发”等案例,采用日立紫外-可见-近红外分光光度计UH5700测定了纤维素纳米晶(CNC)。
二、应用实例
实验样品为使用TEMPO氧化制备的纤维素纳米晶(CNC)和葡萄糖。利用苯酚-硫酸法对样品进行测定1。苯酚-硫酸法的原理是通过对样品进行酸分解,定量分析其分解产物。样品处理过程如图1所示。
图1 苯酚-硫酸法
由于待测样品量较少,因此需要使用微量样品池,并搭配微量样品池用挡光板,可以测量340~600 µL左右的微量样品。
图2 微量样品池及挡光板
测定结果如图3所示,在488 nm处获得了特征吸收峰,不同浓度的样品与吸光度的关系如图4所示。
图3 样品的吸收光谱
图4 样品浓度与吸光度的关系
由结果可以看出,使用紫外可见分光光度法可以对纳米纤维素进行定量分析,但测量重现性较低,可能是由于样品不纯,因此,测量过程需要尽可能避免接触纸巾、纺织布等纤维制品。
三、总结
苯酚-硫酸法不需要特殊的试剂,操作简单,使用日立UH5700能够在488 nm处得到良好的特征峰,能够实现对单一种类纳米纤维素的定量分析。
紫外-可见-近红外分光光度计UH5700
[1] 更多纳米纤维素详细的评价案例可以参考日本NEDO的项目:https://www.aist riss.jp/assessment/45276/
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