文献综述

国内纳米材料技术的应用开发于上世纪90年代中期开始,是在纳米材料技术研究的基础上发展起来的，其中，天然纳米纤维材料的发展尤为重要。纤维素是自然界中取之不尽、用之不绝的天然高分子,可以用于纺织业、造纸业、精细化工等生产部门。除了传统的工业应用外, 还可以与纳米科学、化学、物理学、材料学、生物学及仿生学等学科进一步有效地结合。其中，经过提纯获取的纳米纤维素具有较高的比表面积、高杨氏模量、高抗拉强度和热膨胀系数等独特的性质，使其在生物医疗、生物影像、纳米复合材料、气体阻隔薄膜以及光学功能性材料方面显示了巨大的应用潜能【1-3】。

纳米纤维素可以从藻类、被囊类植物以及细菌纤维素中分离出来，但是从天然植物细胞壁中制备纳米纤维素依旧是主要的途径【4】。天然植物纤维不但具有可再生性，低成本性、而且来源广泛，植物纤维分离的纳米纤维素径级比从细菌纤维素和被囊类植物中制备的纳米纤维素更加优良，所以，如何从天然植物纤维中有效的制备纳米纤维素成为许多相关研究人员日后工作的重点。

通常用来分离高纯度纳米纤维素的天然植物包括木材、棉花、大豆皮、剑麻、椰壳和香蕉皮等。纳米纤维素的分离方法主要包括力学处理，例如: 细胞壁压溃法，碾磨法，高压均质法等; 生物化学处理法，如酸水解、纤维素霉解、TEMPO 氧化法等; 以及超声波处理、静电纺丝法等【5】。最近，采用化学与力学处理相结合的方法分离纳米纤维素也被一些研究者使用。通过上述方法可生产出不同类型的纳米纤维素【5-7】。

纳米纤维素在生产过程中存在大量硫酸铵溶液，硫酸铵的回收利用有利于减少工业废水、废盐对环境造成污染，此外，硫酸铵可以用作肥料，适用于各种土壤和作物，还可用于纺织、皮革、医药等方面。硫酸铵作为一种优良的氮肥使用时，能使枝叶生长旺盛，提高果实的产量，增强农作物对灾害的抵抗能力，可作基肥、追肥以及种肥。能与食盐进行复分解反应制造氯化铵，与硫酸铝反应生成铵明矾，与硼酸等一起制造耐火材料等。加入电镀液中可增加导电率。此外，还用于啤酒酿造，化学试剂和电池生产等。另外一个重要的作用就是开采稀土,硫酸铵用作开采原料，矿土中的稀土元素通过离子交换形式交换出来，稀土原矿是在滤液去除杂质、沉淀、压榨、燃烧后形成的，开采和生产每吨稀土原矿大约需5吨硫酸铵。
由于硫酸铵属于惰性物质，不易与其他生物活性物质反应，因此有许多生物用途，主要用于蛋白质纯化过程，硫酸铵在纯化过程中能最大程度地保护蛋白质活性。此外，硫酸铵具有良好的溶解性，可以形成高盐环境，为蛋白质沉淀和后续的高盐纯化做准备。

国内外关于纳米纤维素的制备以及硫酸铵的回收研究概况如下。

何文，尤骏【8】等，以毛竹为原料，采用酸水解与超声波相结合的方法制备了竹材纳米纤维素晶体，分析了竹材纳米纤维素晶体的形态特征、热性能和结晶度。首先，用次氯酸钠和氢氧化钠溶液处理毛竹，去除木质素和半纤维素；然后，将30%硫酸溶液与超声波相结合，分离毛竹纳米纤维素晶体。用扫描电镜与透射扫描电镜分析了产物的形貌特征。结果表明，纤维素纳米晶体的直径在20~85纳米之间。傅立叶变换红外光谱（FTIR）和X射线衍射（XRD）分析表明，毛竹中的木质素和半纤维素基本被去除，alpha;纤维素和纳米纤维素晶体的结晶度明显提高。热重分析（TGA）表明，各分离阶段产物的热稳定性均高于原竹纤维，但纳米纤维素晶体的热稳定性略低于alpha;纤维素。

李媛媛【9】等从原料和化学制备方法上综合描述了制备纳米微晶纤维素的研究进展，并且对纳米微晶纤维素制备和纳米微晶纤维素材料的进一步发展应用进行了展望。

现在已有的研究制备 NCC（纳米微晶纤维素）的原料有: 棉花纤维、生物被囊、木材、大豆荚、小麦秸秆、亚麻、剑麻、细菌纤维素、微晶纤维素、苎麻、alpha;－纤维素等。