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01.06.2015 | Original Paper | Ausgabe 3/2015

Cellulose 3/2015

Vibrational spectral signatures of crystalline cellulose using high resolution broadband sum frequency generation vibrational spectroscopy (HR-BB-SFG-VS)

Zeitschrift:
Cellulose > Ausgabe 3/2015
Autoren:
Libing Zhang, Zhou Lu, Luis Velarde, Li Fu, Yunqiao Pu, Shi-You Ding, Arthur J. Ragauskas, Hong-Fei Wang, Bin Yang
Wichtige Hinweise

Electronic supplementary material

The online version of this article (doi:10.​1007/​s10570-015-0588-0) contains supplementary material, which is available to authorized users.

Abstract

Both the C–H and O–H region spectra of crystalline cellulose were studied using the sub-wavenumber high-resolution broadband sum frequency generation vibrational spectroscopy (HR-BB-SFG-VS) for the first time. The resolution of HR-BB-SFG-VS is about 10-times better than conventional scanning SFG-VS and has the capability of measuring the intrinsic spectral lineshape and revealing many more spectral details. With HR-BB-SFG-VS, we found that in cellulose samples from different sources, including Avicel and cellulose crystals isolated from algae Valonia (Iα) and tunicates (Iβ), the spectral signatures in the O–H region were unique for the two allomorphs, i.e. Iα and Iβ, while the spectral signatures in the C–H regions varied in all samples examined. Even though the origin of the different spectral signatures of the crystalline cellulose in the O–H and C–H vibrational frequency regions are yet to be correlated to the structure of cellulose, these results lead to new spectroscopic methods and opportunities to classify and to understand the basic crystalline structures, as well as variations in polymorphism of the crystalline cellulose.

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Zusatzmaterial
Table S1 Peak position and relative peak intensity parameters from curve fitting using Lorentzian lineshape profiles (as in Eq. 3 in the main text) of (a) Avicel, (b) cellulose Iα from alga Valonia ventricosa (Glaucocystis (nostochinearum)), and (c) cellulose Iβs from red reef tunicate and (d) Halocynthiaroretzi tunicate within wavelength of 2700–3050 cm−1 and 3200 cm−1–3450 cm−1. (DOCX 156 kb)
10570_2015_588_MOESM1_ESM.docx
Figure S1 (a) Raman spectra of cellulose Iα from alga Valonia ventricosa (Glaucocystis (nostochinearum)) and (b) cellulose Iβ from Halocynthiaroretzi tunicate in the frequency regions of 300 to 1600 cm−1 and 2500 to 3700 cm−1. (DOCX 277 kb)
10570_2015_588_MOESM2_ESM.docx
Literatur
Über diesen Artikel

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