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Oxone®-Mediated TEMPO-Oxidized Cellulose Nanomaterials form I and form II

机译：Oxone®介导的TEMPO氧化纤维素纳米材料形式I和形式II

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摘要

The 2,2,6,6-tetramethylpiperidin-1-oxyl (TEMPO) oxidation of cellulose, when mediated with Oxone (KHSO ), can be performed simply and under mild conditions. Furthermore, the products of the reaction can be isolated into two major components: Oxone -mediated TEMPO-oxidized cellulose nanomaterials Form I and Form II (OTO-CNM Form I and Form II). This study focuses on the characterization of the properties of OTO-CNMs. Nanoparticle-sized cellulose fibers of 5 and 16 nm, respectively, were confirmed through electron microscopy. Infrared spectroscopy showed that the most carboxylation presented in Form II. Conductometric titration showed a two-fold increase in carboxylation from Form I (800 mmol/kg) to Form II (1600 mmol/kg). OTO-CNMs showed cellulose crystallinity in the range of 64–68% and crystallite sizes of 1.4–3.3 nm, as shown through XRD. OTO-CNMs show controlled variability in hydrophilicity with contact angles ranging from 16 to 32°, within or below the 26–47° reported in the literature for TEMPO-oxidized CNMs. Newly discovered OTO-CNM Form II shows enhanced hydrophilic properties as well as unique crystallinity and chemical functionalization in the field of bio-sourced material and nanocomposites.
机译：当用Oxone（KHSO）介导时，纤维素的2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧基（TEMPO）氧化可以简单地在温和条件下进行。此外，反应产物可以分离成两个主要组分：氧酮介导的TEMPO-氧化的纤维素纳米材料形式I和形式II（OTO-CNM形式I和形式II）。这项研究的重点是OTO-CNMs的特性表征。通过电子显微镜确认分别为5和16nm的纳米级纤维素纤维。红外光谱显示形式II中存在最多的羧化。电导滴定显示羧化从形式I（800 mmol / kg）到形式II（1600 mmol / kg）增长了两倍。通过XRD显示，OTO-CNMs的纤维素结晶度为64-68％，微晶尺寸为1.4-3.3 nm。 OTO-CNM在TEMPO氧化的CNM文献中报道的接触角范围为16至32°，在26-47°内或以下的接触角范围内，表现出受控的亲水性变化。最新发现的OTO-CNM II型在生物来源的材料和纳米复合材料领域表现出增强的亲水性以及独特的结晶度和化学功能化。

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