Gỗ mầm, một sản phẩm phụ của quá trình chế biến gỗ, đã thu hút sự chú ý đáng kể với tiềm năng ứng dụng trong các ngành công nghiệp khác nhau, bao gồm làm sạch môi trường, nông nghiệp và khoa học vật liệu. Tuy nhiên, các đặc tính tính chất bẩm sinh thường hạn chế hiệu quả trong một số ứng dụng cụ thể. Để cải thiện hiệu suất và mở rộng tính ứng dụng của nó, các nhà nghiên cứu đã khám phá các kỹ thuật sửa đổi khác nhau. Một trong những phương pháp như vậy liên quan đến việc cation hóa, trong đó gỗ mầm được xử lý với các chất cationic để tạo ra các đặc tính mong muốn. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ đi sâu vào các nghiên cứu về đặc tính của gỗ mầm đã được cation hóa, tập trung vào phân tích của các mẫu gỗ mầm thô và đã được sửa đổi bằng kỹ thuật phổ hồng ngoại chuyển Fourier (FTIR).
Gỗ mầm, gồm chủ yếu là cellulose, hemicellulose và lignin, có một số đặc tính làm cho nó trở thành một ứng cử viên triển vọng cho các ứng dụng đa dạng. Tuy nhiên, tính chất hydrophilic và hạn chế về tính tương hoạt hóa hóa học thường đòi hỏi sự sửa đổi để cải thiện hiệu suất trong các ứng dụng cụ thể. Cation hóa, một quá trình sửa đổi hóa học, liên quan đến việc các nhóm cationic lên bề mặt của hạt gỗ mầm, từ đó thay đổi các đặc tính như điện tích bề mặt, tính hydrophobic và khả năng hấp phụ. Trong nghiên cứu này, chúng tôi tập trung vào việc phân tích các mẫu gỗ mầm đã được cation hóa, so sánh các đặc tính của chúng với nguyên liệu thô.
Thực nghiệm
Các nghiên cứu về đặc tính bao gồm phân tích của gỗ mầm thô (Gỗ mầm thô) và các mẫu gỗ mầm đã được cation hóa, cụ thể là những mẫu đã được sửa đổi bằng triethanolamine (Gỗ mầm được sửa đổi bằng triethanolamine, TriethanolamineI- Sawdust). Phổ hồng ngoại chuyển Fourier (FTIR) được sử dụng như kỹ thuật phân tích chính để đánh giá thành phần hóa học và các thay đổi cấu trúc trong các mẫu. Các phổ FTIR được thu thập bằng máy phổ hồng ngoại Nicolet 6700, với các đo lường được tiến hành trong phạm vi số sóng 4000-400 cm-1. Kỹ thuật phản xạ hồng ngoại Fourier biến đổi phân tán (DRIFT) được sử dụng, với các mẫu được chuẩn bị dưới dạng 3% trọng lượng trong bromua kali (KBr). Các phổ được ghi lại với độ phân giải là 4 cm-1 và trung bình của 64 lần quét. Phân tích đỉnh được thực hiện bằng phần mềm OMNIC v8.3 chuyên dụng từ Thermo Fisher Scientific.
Kết quả và Thảo luận
Các phổ FTIR thu được cho cả gỗ mầm thô và đã được sửa đổi cung cấp thông tin quý giá về các thay đổi cấu trúc do cation hóa gây ra. Một số đỉnh và dịch chuyển đặc trưng đã được quan sát, cho thấy các thay đổi trong các chức năng hóa học và sắp xếp liên kết.
- Xác định các Nhóm chức năng: Các phổ FTIR đã tiết lộ các đỉnh đáng chú ý tương ứng với các nhóm chức năng khác nhau có mặt trong các mẫu gỗ mầm. Các đỉnh liên quan đến cellulose, hemicellulose, lignin và các thành phần hữu cơ khác đã được xác định dựa trên số sóng và cường độ đặc trưng của chúng.
- Ảnh hưởng của Cation hóa: Phân tích so sánh giữa các phổ cho gỗ mầm thô và đã được cation hóa làm nổi bật các thay đổi có thể được liên kết với quá trình sửa đổi. Sự hiện diện của các dư thừa triethanolamine đã được xác nhận thông qua việc xuất hiện các đỉnh mới hoặc dịch chuyển trong các đỉnh hiện có, cho thấy sự thành công của việc tích hợp các nhóm cation lên bề mặt gỗ mầm.
- Phân tích Số liệu: Đánh giá lượng của cường độ đỉnh cung cấp thông tin về mức độ cation hóa và phân phối của các nhóm chức năng trong các mẫu gỗ mầm đã sửa đổi. Phân tích này giúp xác định điều kiện phản ứng tối ưu để đạt được các sự sửa đổi mong muốn.
Kết luận
Các nghiên cứu về đặc tính của gỗ mầm đã được thực hiện bằng phổ FTIR cung cấp thông tin quý giá về các thay đổi cấu trúc do sửa đổi hóa học gây ra. Bằng cách phân tích các phổ FTIR của các mẫu gỗ mầm thô và đã được sửa đổi, các nhà nghiên cứu có thể đánh giá hiệu quả của các quy trình cation hóa, tối ưu hóa điều kiện phản ứng và điều chỉnh các đặc tính của gỗ mầm cho các ứng dụng cụ thể. Thông tin thu được từ các nghiên cứu như vậy đóng góp vào sự hiểu biết rộng lớn về các kỹ thuật sửa đổi vật liệu sinh học và hỗ trợ trong việc phát triển các vật liệu bền vững có chức năng và hiệu suất tốt hơn.
Prepare a detailed article about
The X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) analysis of the Raw- Sawdust, Triethanolamine -modified sawdust and Triethanolamine Iodomethane- Sawdust was performed using a Thermo Fisher Scientific ESCALAB 250Xi with a monochromatic Al Ka source (1486.6 eV). Avantage software was used to analyse the XPS data. The binding energy of the adventitious carbon was set to 284.8 eV to perform charge correction and the Shirley method was used to subtract the background. The C, H and N (%) composition analysis of the samples was performed using a VarioEL III Elementar analyser. The scanning electron microscope (SEM) micrographs were obtained using FEI Quanta 200 FEG microscope under low vacuum conditions. The samples were placed on a carbon tape and analysed without coating.