中国农业科学院加工所在纤维素纳米纤维可持续生产领域取得重要进展

近日，中国农业科学院农产品加工研究所生物基材料绿色加工创新团队在农业废弃物高值化利用与纤维素纳米纤维（CNFs）的绿色制备方面取得重要突破，相关研究成果发表于国际知名期刊《可持续材料与技术（Sustainable Materials and Technologies）》（JCR一区，IF=9.2）。中国农业科学院-爱尔兰都柏林大学联合培养博士研究生李缘为论文第一作者，孙红男研究员、木泰华研究员以及Marco Garcia-Vaquero教授为共同通讯作者。
 
　　甘薯藤蔓作为一种产量丰富、纤维素含量高的农业废弃物，目前常被焚烧或填埋处理，不仅造成资源浪费，还带来环境污染。如何将其转化为高附加值材料，是实现农业废弃物资源化利用的关键课题。
 
　　本研究以γ-戊内酯/水体系为绿色预处理溶剂，分别结合高压均质与球磨两种机械纳米纤化技术，成功从甘薯藤蔓中制备出高性能CNFs。通过系统优化工艺参数，确定了高压均质（40 MPa，4次循环）与球磨（60 Hz，100分钟）的最佳条件。在实验室规模下，高压均质法制备的CNFs得率为22.60%，平均直径23.66 nm，Zeta电位-27.23 mV；球磨法则分别为19.74%、22.25 nm和-25.83 mV。研究进一步将高压均质工艺放大至中试规模，成功制备出结构均一、平均直径为19.81 nm的CNFs，得率达21.90%，验证了该工艺的可行性与稳定性。制备的CNFs具有优异的热稳定性（>314 ℃）、良好的分散性和良好的亲水性，性能优于商业CNFs。
 
　　该研究构建了一条从农业废弃物到高值纳米材料的完整绿色转化路径，形成了“绿色预处理-机械纳米化-资源循环”一体化的生物精炼新模式，不仅为CNFs的规模化生产提供了可行的技术方案，也为推动农业废弃物资源化、助力绿色循环经济发展提供了重要理论与实践支撑。
 
　　该研究得到了中国农业科学院科技创新工程等的资助。
 
　　原文链接：https://doi.org/10.1016/j.susmat.2026.e01882



日期：2026-03-23