توليد نانوسلولز از پوست دانه برنج

Production of Nanocellulose from Rice Husk

در این پژوهش تولید نانوسلولز از پوست دانه برنج كه به عنوان یكی از پسماند­های لیگنوسلولزی پس از برداشت برنج باقی می­ماند، بررسی شد. در آغاز، سلولز خالص به دو روش شیمیایی (روش اول) و خمیر سودا-شآنتراكینون (روش دوم) به­ همراه رنگبری تهیه شد. سپس سلولز خالص‏سازی شده به مدت 15 دقیقه تحت تیمار مكانیكی با امواج فراصوتی (التراسونیك) قرار گرفت. نانوسلولزهای تولیدی با میكروسكوپ نیروی اتمی، پراش اشعه ایكس، تحلیل وزن­سنجی گرمایی مورد بررسی قرار گرفتند. بیشترین فراوانی نانوسلولزهای تولیدی به روش شیمیایی دارای قطر بین 40-30 نانومتر و بیشترین فراوانی نانوسلولزهای تولید شده از خمیر سودا-آنتراكینون دارای قطر بین 20- 10 نانومتر بود. درجه بلورینگی (كریستالیته) نانوسلولز در روش اول برای پوست دانه برنج 60% و در روش دوم 66% بود. دمای آغاز تخریب نانوسلولزهای به دست آمده از شلتوك برنج در روش اول حدود 165 درجه سانتیگراد بوده است. همچنین دمای آغاز تخریب حرارتی نانوسلولزها در روش دوم 188 درجه سلسیوس بوده است. رفتار گرمایی سلولزهای خالص­سازی شده نیز تا حد بالایی با نتایج به دست آمده از نانوسلولزها همانندی داشتند، كه نشان دهنده­ی این مطلب است كه تیمار مكانیكی با امواج فراصوتی تاثیر كمی در تخریب گرمایی داشته است

In this work, nanocellulose was produced from rice husk, as a lignocellulosic waste of rice. Initially, purified cellulose was produced with chemo-mechanical and soda-anthraquinone (soda/AQ) pulping and bleaching. The purified cellulose was then sonicated for 15 min using an ultrasonic processor, resulted in nanocellulose. The nanocellulose obtained by sonification has been characterized by atomic force microscopy (AFM), X-ray diffraction (XRD) and thermogravimetric analysis (TGA). Diameter of nanocellulose from rice husk by chemical method was 30-40 nm and that of produced by soda-AQ pulping method were 10-20 nm. The nanocellulose crystallinity for chemical method obtained 60% and for that of produced with soda-AQ pulping method was 66%. The degradation onset temperature for nanocellulose from rice husk by chemical method was 165°C and that of produced with soda-AQ pulping method were 188°c. The thermal behaviors of nanocellulose and purified cellulose were almost the same, suggesting the ultrasonic treatment had minor effect on the thermal decomposition of the nanocellulose.