Terahertz time-domain spectroscopy as a novel tool for crystallographic analysis in cellulose: the potentiality of being a new standard for evaluating crystallinity
Terahertz time-domain spectroscopy as a novel tool for crystallographic analysis in cellulose: the potentiality of being a new standard for evaluating crystallinity
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太赫兹时域光谱作为纤维素晶体分析的新工具：成为评估结晶度新标准的潜力
DOI：
10.1007/s10570-021-03902-x
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发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
5.7
通讯作者：
T. Inagaki
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
H. Wang;S. Tsuchikawa;T. Inagaki
由于太赫兹（THz）辐射响应分子间的作用力，如氢键，太赫兹时域光谱（THz-TDS）扩大了纤维素研究的可能性。在这项研究中，THz-TDS被用来研究三种类型的纤维素基材料的结晶度。将微晶纤维素（MCC）与木材进行不同时间的球磨，得到不同质量分数的微晶纤维素与木质素的混合物。所有样品在THz质量吸收系数谱中均在3.04 THz处出现峰。此外，从2.79 THz到3.32 THz的光谱被切出并通过从基线减去来消除趋势。去趋势谱的积分强度与木质素的质量分数、MCC和木材样品的球磨时间相关。相关性与X射线粉末衍射计算的结晶度指数相似。此外，未经球磨的原始木材样品的积分强度为原始MCC样品的积分强度的约30%，与木材的纤维素浓度（约30%至40%）匹配。我们通过最小-最大算法将2.79 THz至3.32 THz的积分强度归一化为1至0，并提出了一种新的用于评价结晶度的“指数”。
Given that terahertz (THz) radiation responds to intermolecular forces such as hydrogen bonds, THz time-domain spectroscopy (THz-TDS) has expanded possibilities in cellulose research. In this study, THz-TDS was used to investigate the crystallinity of three types of cellulose-based materials. Microcrystalline cellulose (MCC) and wood were ball milled at different times, and pseudo-wood was a mixture of MCC and lignin of different mass fractions. All the samples showed peaks at 3.04 THz in the THz mass absorption coefficient spectra. Further, the spectra from 2.79 THz to 3.32 THz were cut out and detrended by subtraction from a baseline. The integrated intensity of the detrended spectra showed a correlation with the mass fraction of lignin of the pseudo-wood samples, and ball milling time of the MCC and wood samples. The correlation was similar with the crystallinity index calculated from X-ray powder diffraction. Moreover, the original wood sample without ball milling had an integrated intensity that was about 30% that of the original MCC sample, matching with the cellulose concentration of the wood (about 30% to 40%). We normalized the integrated intensity of 2.79 THz to 3.32 THz into 1 to 0 by a min–max algorithm and proposed a new “index” for evaluating crystallinity.
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DOI：
10.1515/hf-2013-0013
发表时间：
2013
期刊：
--
影响因子：
--
作者：
T. Inagaki;I. Hartley;S. Tsuchikawa;M. Reid
通讯作者：
M. Reid
DOI：
10.1109/icimw.2009.5325682
发表时间：
2009
期刊：
2009 34th International Conference on Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves
影响因子：
--
作者：
Cunlin Zhang;Kai
通讯作者：
Kai
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P. H. Hermans
通讯作者：
P. H. Hermans
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通讯作者：
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--
发表时间：
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--
作者：
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通讯作者：
P. Kinell