Možnosti přípravy submikrometrových a nanometrových celulózových vláken

Bc. Yakoub Touati

Diplomová práce

Possibilities for the preparation of submicrometre and nanometre cellulose fibers

Anotace:

Cílem této práce je prozkoumat možnost výroby submikrometrových a nanometrových celulózových vláken získaných z rýžových slupek upravených novou metodou, která selektivně odstraňuje hemicelulózu a lignin při zachování integrity celulózových a křemičitých složek. K extrakci nanocelulózy jsou použity tři různé metody zpracování, a to ruční mletí, kuličkové mletí a mletí za mokra, s cílem porovnat účinnost těchto metod a vyhodnotit vlastnosti výsledného produktu. V teoretické části práce je uveden obsáhlý přehled celulózy a nanocelulózy, který zahrnuje jejich jedinečné vlastnosti, různé aplikace a potenciální využití v různých průmyslových odvětvích. Experimentální část práce se zaměřuje na posouzení vlastností neupravených, upravených a rozemletých vzorků rýžových slupek. K charakterizaci morfologie, prvkového složení, tepelné stability a chemických vlastností vzorků se využívá řada analytických metod, včetně skenovací elektronové mikroskopie (SEM), energeticky disperzní rentgenové spektroskopie (EDX), transmisní elektronové mikroskopie (TEM), infračervené spektroskopie s Fourierovou transformací (FTIR), diferenční skenovací kalorimetrie (DSC) a termogravimetrické analýzy (TGA). Výsledky této studie přispějí k lepšímu pochopení extrakce a charakterizace nanocelulózy z rýžových slupek. Zjištění poskytnou cenné poznatky o účinnosti různých metod zpracování a vlastnostech získaných nanocelulózových vláken.

Abstract:

This study aims to explore the feasibility of producing submicrometer and nanometer cellulose fibers derived from rice husk treated with a novel method which selectively eliminate hemicellulose and lignin, while maintaining the integrity of the cellulosic and silica constituents. Three distinct processing methods, namely hand milling, ball milling and wet milling, are used to extract the nanocellulose in order to compare the efficiency of these methods and evaluate the properties of the final product. In the theoretical part of the thesis, a comprehensive review of cellulose and nanocellulose is presented, covering their unique properties, different applications and potential uses in various industries. The experimental part of the research focuses on assessing the properties of untreated, treated, and ground rice husk samples. A range of analytical methods, including Scanning Electron Microscopy (SEM), Energy-Dispersive X-ray Spectroscopy (EDX), Transmission Electron Microscopy (TEM), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), Differential Scanning Calorimetry (DSC), and Thermogravimetric Analysis (TGA), are utilized to characterize the morphology, elemental composition, thermal stability, and chemical properties of the samples. The results of this study will contribute to a better understanding of the extraction and characterization of nanocellulose from rice husk. The findings will provide valuable insights into the effectiveness of different processing methods and the properties of the obtained nanocellulose fibers

Klíčová slova

Nanocelulóza, obnovitelné zdroje, rýžové slupky, předúprava, hemicelulóza, lignin, oxid křemičitý, mletí za mokra, vlastnosti, charakterizace, morfologie, prvkové složení, tepelná stabilita, chemické vlastnosti, extrakce, aplikace.

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 25. 5. 2023

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: doc. Ing. Dora Kroisová, Ph.D.

Technická univerzita v Liberci

Fakulta strojní

Magisterský studijní program / obor:
Technologie plastů a kompozitů / Technologie plastů a kompozitů