Высокоэффективные адсорбенты из наноцеллюлозы

Крайне актуальной проблемой в настоящее время считается адаптация использования наноцеллюлозы в качестве сорбента, потому что синтетические аналоги хоть и хорошо справляются со своими функциями, но зачастую являются токсичными и неспособными к биодеградации. К тому же производство таких синтетических сорбентов довольно затратно. Поэтому на сегодняшний день производство и модифицирование наноцеллюлозы с целью увеличения их поглотительной способности особенно актуально. Кроме того, был представлен ряд новых применений наноцеллюлозы в нанокомпозитах, эмульсиях Пикеринга, клеях для древесины, очистке сточных вод, а также в развивающихся биомедицинских технологиях. Сейчас активно обсуждаются проблемы и возможности новых материалов на основе наноцеллюлозы. В ходе данной работы получен композит на основе нанокристаллической целлюлозы из гречихи, характеризующийся высокими сорбционными свойствами, экологической безопасностью и дешевизной изготовления. Модификация целлюлозы проводилась молочной кислотой. Были синтезированы 9 групп образцов нанокристаллической целлюлозы с различным временем вымачивания в кислоте, определено оптимальное время, необходимое для наиболее полной «прививки» кислоты к целлюлозе. Рассчитана площадь удельной поверхности композиционного материала методом адсорбции красителя конго красного. Было выявлено, что площадь удельной поверхности модифицированного композита не уступает площади удельной поверхности многих синтетических адсорбентов, а по экологическим и экономическим показателям даже превосходит их.

Adapting the use of nanocellulose as a sorbent is currently considered an extremely pressing problem, as synthetic analogues, although perform their functions well, are often toxic and incapable of biodegradation. In addition, the production of such synthetic sorbents is quite expensive. Therefore, today the production and modification of nanocellulose in order to increase their absorption capacity is especially important. Furthermore, a number of new applications of nanocellulose have been presented in nanocomposites, Pickering emulsions, wood adhesives, wastewater treatment, and emerging biomedical technologies. The problems and possibilities of new materials based on nanocellulose are being actively discussed. In the course of this work, a composite based on nanocrystalline cellulose from buckwheat, characterized by high sorption properties, environmental safety, and low cost of production, was obtained. Modification of cellulose was carried out with lactic acid. Nine groups of nanocrystalline cellulose samples with different acid soaking times were synthesized, and the optimal time required for the complete grafting of the acid into cellulose was determined. The specific surface area of the composite material was calculated using the Congo red dye adsorption method. It has been found that the specific surface area of the modified composite is not inferior to the specific surface area of many synthetic adsorbents, and even surpasses them in terms of environmental and economic indicators.