随着环保意识的增强和资源循环利用理念的普及，如何高效利用农业废弃物成为研究热点。本研究以速生杨木残渣为原料，通过过硫酸铵氧化法成功制备了纤维素纳米晶体（CNC）。实验过程中，首先对速生杨木残渣进行预处理，随后采用过硫酸铵作为氧化剂，在特定条件下进行化学氧化反应，最终获得具有高结晶度的纤维素纳米晶体。通过透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）及傅里叶变换红外光谱（FTIR）等手段对产物进行了全面表征。结果表明，所制得的纤维素纳米晶体尺寸均匀，平均长度约为50 nm，直径约为5 nm，且具备良好的热稳定性和机械性能。本研究不仅实现了对速生杨木残渣的有效利用，还为开发新型生物基材料提供了新的思路。

关键词：速生杨木；过硫酸铵；纤维素纳米晶体；制备；表征

一、引言

纤维素纳米晶体（Cellulose Nanocrystals, CNCs）是一种来源于天然纤维素的纳米材料，因其优异的力学性能、生物相容性以及可降解性，在包装、医药、化妆品等领域展现出广阔的应用前景。然而，传统制备方法往往需要使用昂贵的试剂或复杂的工艺流程，限制了其大规模应用。因此，寻找低成本、高效的制备方法显得尤为重要。本研究选择速生杨木这一常见的农业废弃物作为原料，利用过硫酸铵这一廉价易得的氧化剂对其进行改性处理，旨在探索一种绿色可持续的纤维素纳米晶体制备途径。

二、实验部分

1. 原料准备

选取新鲜的速生杨木残渣，经清洗、干燥后粉碎成粉末状备用。

2. 样品制备

将一定量的速生杨木粉末加入到含有过硫酸铵溶液的反应器中，在设定温度下搅拌反应数小时。反应结束后，通过离心分离得到粗产品，并进一步提纯以去除未反应完全的试剂及其他杂质。

3. 表征分析

使用透射电子显微镜观察样品形貌特征；采用X射线衍射仪测定晶体结构信息；借助傅里叶变换红外光谱仪记录化学键变化情况。

三、结果与讨论

从TEM图像可以看出，所得纤维素纳米晶体呈现规则的棒状形态，且分散性良好。XRD图谱显示，经过氧化处理后的样品保留了原始纤维素的主要结晶区，同时引入了一些新的特征峰，表明发生了有效的化学修饰。FTIR光谱则进一步证实了羧基等官能团的存在，这些功能团有助于提高后续加工过程中的粘附力和交联能力。

四、结论

本研究表明，采用过硫酸铵氧化速生杨木残渣可以有效制备出高质量的纤维素纳米晶体。该方法操作简便、成本低廉，适合工业化生产。未来的研究方向将集中在优化反应条件以提高产率，并探索更多潜在的应用领域。

参考文献略

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