磷酸鋯輔助催化水解菌糠制備納米纖維素晶體的性能

納米纖維素晶體（cellulose nanocrystals，CNCs）具有低密度、較高比表面積、高強(qiáng)度、良好的生物降解性和生物相容性及可再生等優(yōu)良特性。近年來(lái)，其作為一種聚合物增強(qiáng)相被廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域的研究，如光電設(shè)備、生物材料、打印應(yīng)用、光學(xué)應(yīng)用及復(fù)合材料。

菌糠是食用菌產(chǎn)業(yè)的副產(chǎn)品，也是一種木質(zhì)纖維素原料。食用菌產(chǎn)業(yè)是一項(xiàng)集經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益和社會(huì)效益于一體的短平快農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展項(xiàng)目，食用菌又是一類(lèi)有機(jī)、營(yíng)養(yǎng)、保健的綠色食品。發(fā)展食用菌產(chǎn)業(yè)符合人們消費(fèi)增長(zhǎng)和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的需要，是農(nóng)民快速致富的有效途徑。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前我國(guó)食用菌總產(chǎn)量為2200 萬(wàn)噸，而菌糠的總產(chǎn)量為1320 萬(wàn)噸，這是一筆豐富的可再利用資源。目前雖有將菌糠作為動(dòng)物飼料[7]和園藝基質(zhì)[8]等方面利用，但其高附加值的利用尚為空白，大部分菌糠利用率與利用價(jià)值低而且未得到有效處理而被廢棄，造成了環(huán)境污染和資源浪費(fèi)。利用菌糠作為原料制備納米纖維素晶體既可變廢為寶，防治環(huán)境污染，形成農(nóng)業(yè)生態(tài)的良性循環(huán)，又可開(kāi)發(fā)出菌糠資源化高值利用的新途徑。

食用菌生長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)是通過(guò)生物降解作用，把植物的殘?bào)w加以降解后利用的。植物殘?bào)w被微生物分解后，其中間產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物可被食用菌利用，為菌絲的生長(zhǎng)發(fā)育提供物質(zhì)基礎(chǔ)。本研究思路正是基于菌絲在降解植物成分的生長(zhǎng)過(guò)程中已將植物原料“咬”得“千瘡百孔”，在此基礎(chǔ)上，只需少許能量與工序就可將經(jīng)過(guò)菌絲處理后的植物原料（菌糠）進(jìn)一步加工成微納尺度材料，如納米纖維素等。

磷酸鋯輔助稀硫酸催化水解法制備CNCs 具有簡(jiǎn)便高效、設(shè)備腐蝕性小等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)以食用菌產(chǎn)業(yè)的廢棄物菌糠為原料制備高附加值的納米纖維素，不僅能延長(zhǎng)食用菌產(chǎn)業(yè)鏈條，提高菌糠的利用率，從而提高食用菌生產(chǎn)的效益，而且實(shí)現(xiàn)廢物再利用，變廢為寶，形成農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)，從而凈化生產(chǎn)環(huán)境，促進(jìn)生態(tài)農(nóng)業(yè)的發(fā)展。