ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРНЫХ СВОЙСТВ НАНОЦЕЛЛЮЛОЗНЫХ МЕМБРАН, ПОЛУЧЕННЫХ ИЗ АГРООТХОДОВ

Аннотация

В статье исследованы структурные свойства наноцеллюлозных мембран, полученных из сельскохозяйственных отходов. В качестве растительного сырья для получения мембран использовали люцерну и овсяную солому. Процесс выделения целлюлозы включал щелочную и кислотную обработку, а также отбеливание, направленное на удаление из растительной биомассы лигнина и гемицеллюлозы. Очищенную целлюлозу подвергали механическому диспергированию с получением наноразмерных суспензий, после чего наноцеллюлозные мембраны формировали методом литья из раствора. Для изменения структурных характеристик мембран в наноцеллюлозную матрицу вводили различные наномодификаторы: в мембраны на основе люцерны добавляли наночастицы меди, а в мембраны на основе овсяной соломы — графен. Структурные особенности полученных композитов исследовали методами ИК-Фурье-спектроскопии (FTIR) и рентгеновской дифракции (XRD). ИК-спектроскопический анализ подтвердил сохранение во всех исследованных образцах основных функциональных групп, характерных для целлюлозы. После модификации отмечено изменение интенсивности полос поглощения гидроксильных групп, что свидетельствует об изменении межмолекулярных взаимодействий и системы водородных связей в целлюлозной матрице. Изменения в областях, соответствующих связям C–O–C и β-гликозидным связям, указывают на структурную реорганизацию, вызванную введением графена и наночастиц меди. Рентгенодифракционный анализ выявил во всех мембранах дифракционные максимумы, характерные для кристаллической структуры целлюлозы. Вместе с тем в наномодифицированных образцах наблюдались изменения интенсивности пиков и степени кристаллографической упорядоченности по сравнению с немодифицированными мембранами. Снижение интенсивности дифракционных максимумов свидетельствует о частичном нарушении упорядоченных кристаллических областей и изменении супрамолекулярной структуры целлюлозы после введения наночастиц. Установлено, что наномодификация способствует изменению молекулярной и кристаллической структуры наноцеллюлозных мембран, полученных из агроотходов. Полученные материалы обладают высоким потенциалом для создания экологически безопасных функциональных биокомпозитов и мембранных систем.