磷酸锆辅助催化水解菌糠制备纳米纤维素晶体的性能

纳米纤维素晶体（cellulose nanocrystals，CNCs）具有低密度、较高比表面积、高强度、良好的生物降解性和生物相容性及可再生等优良特性。近年来，其作为一种聚合物增强相被广泛应用于各领域的研究，如光电设备、生物材料、打印应用、光学应用及复合材料。

菌糠是食用菌产业的副产品，也是一种木质纤维素原料。食用菌产业是一项集经济效益、生态效益和社会效益于一体的短平快农村经济发展项目，食用菌又是一类有机、营养、保健的绿色食品。发展食用菌产业符合人们消费增长和农业可持续发展的需要，是农民快速致富的有效途径。据统计，目前我国食用菌总产量为2200 万吨，而菌糠的总产量为1320 万吨，这是一笔丰富的可再利用资源。目前虽有将菌糠作为动物饲料[7]和园艺基质[8]等方面利用，但其高附加值的利用尚为空白，大部分菌糠利用率与利用价值低而且未得到有效处理而被废弃，造成了环境污染和资源浪费。利用菌糠作为原料制备纳米纤维素晶体既可变废为宝，防治环境污染，形成农业生态的良性循环，又可开发出菌糠资源化高值利用的新途径。

食用菌生长的营养是通过生物降解作用，把植物的残体加以降解后利用的。植物残体被微生物分解后，其中间产生的代谢产物可被食用菌利用，为菌丝的生长发育提供物质基础。本研究思路正是基于菌丝在降解植物成分的生长过程中已将植物原料“咬”得“千疮百孔”，在此基础上，只需少许能量与工序就可将经过菌丝处理后的植物原料（菌糠）进一步加工成微纳尺度材料，如纳米纤维素等。

磷酸锆辅助稀硫酸催化水解法制备CNCs 具有简便高效、设备腐蚀性小等优点，同时以食用菌产业的废弃物菌糠为原料制备高附加值的纳米纤维素，不仅能延长食用菌产业链条，提高菌糠的利用率，从而提高食用菌生产的效益，而且实现废物再利用，变废为宝，形成农业循环经济，从而净化生产环境，促进生态农业的发展。