竹青竹黄的化学成分及综合利用

以竹制品厂加工的毛竹竹青、竹黄碎屑为研究对象,测定了九类主要的化学成分,结果表明:竹青部分的纤维素为42.94%、总木质素为25.23%;竹黄部分纤维素为42.16%、总木质素为24.72%。具有良好的开发价值,同时对竹子加工碎屑的有效利用进行了阐述。     

前沿表征技术融入植物纤维化学课程教学——以木质素结构分析为例

了解植物细胞壁中木质素的提取、分离和结构鉴定是植物纤维化学课程教学的重要部分。本文以竹青、竹黄木质素的提取与表征作为“植物纤维化学”课程教学的一部分,重点加上学生对木质素结构表征的理解。首先,竹青、竹黄中的木质素进行提取,利用核磁共振技术对木质素进行结构表征。在教学过程中,利用本实验可以锻炼学生制备木质素的能力,熟悉核磁仪器和软件的使用,充分认识木质素的相关结构,使学生进一步了解植物纤维化学前沿,提升学生的科学素养。     

低共熔溶剂预处理杨木水解渣拆解木质素

为高效去除木质纤维素中的木质素,获得富含纤维素的底物,实现木质纤维素组分的单一分离与组分全利用,制备合成了6种三元低共熔溶剂(deep eutectic solvent, DES),利用DES预处理已去除半纤维素的杨木水解渣,研究了6种低共熔溶剂对木质素去除和纤维素保留的影响,并优化获得了最佳的预处理工艺参数。结果表明,6种DES中苄基三乙基氯化铵-乙二醇-氯化铁(T-EG-Fe)的预处理效果最优,木质素去除率为80.46%,纤维素保留率为90.81%。优化得到T-EG-Fe预处理杨木水解渣最佳工艺条件为:反应固液比为1∶15,反应温度为130℃,反应时间为5h,在最优条件下预处理得到的固体残渣中纤维素质量分数为92.78%,木质素质量分数为5.33%。T-EG-Fe具有高效拆解木质素的潜力,在木质纤维素预处理过程中具有一定的应用价值。     

碱处理对农作物秸秆中木质素含量的影响

纤维素作为高吸水性树脂的制备原料,其在农作物秸秆中的含量与高吸水性树脂的吸水率密切相关。纤维素、半纤维素、木质素共存于农作物秸秆中,需通过碱处理除去木质素和半纤维素,以提高纤维素在农作物秸秆中的含量。为寻找合适的制备高吸水性树脂的原料,采用硫酸法(Klason法)测定了小麦秸秆、棉花秸秆和玉米秸秆碱处理前后的木质素含量。结果表明,碱处理可以显著降低农作物秸秆中木质素含量;未经碱处理的小麦秸秆、棉花秸秆、玉米秸秆中的木质素含量分别为15.97%、15.46%、19.34%,碱处理后的木质素含量分别为8.31%、12.45%、1.85%,较碱处理前分别减少了约50%、20%、90%;玉米秸秆中的木质素含量在碱处理后降低最明显,更适宜作为高吸水性树脂的制备原料。     

纤维素与木质素共热解试验及动力学分析

采用热重分析仪（TGA）对木质素与纤维素单独热解和共热解基本特性及热解动力学进行了研究。热重分析曲线表明,木质素热解过程是由两个位于不同温度段的热解过程组成,纤维素则仅在300～380 ℃的温区内迅速热解,在纤维素含量较低（≤40%）共热解时,二者表现为相互抑制作用,但随着纤维素含量增大,二者关系转变为相互促进作用。热解动力学研究表明,纤维素与木质素单独热解和共热解过程都可用一级反应动力学模型来描述,且随着纤维素含量增加,反应活化能（E）也随之增加,但其值总小于活化能线性加和值（Ec）,据此可推测共热解过程存在着一定的协同作用。     

秸秆中木质素对其超低酸水解过程的影响

以湖北稻草秸秆为研究对象,研究了超低酸水解木质纤维素的适宜条件,测定了适宜条件下的超低酸法水解15种不同种类秸秆的纤维素及半纤维素的转化率、还原糖得率及结晶度的变化。实验结果表明:秸秆投料量3 g、硫酸投料量45 mL(硫酸质量分数0.05%)、搅拌转速500 r/min、反应温度210 ℃、反应时间10 min为适宜的水解条件。对15种不同种类秸秆的水解结果统计得到,随着秸秆中木质素含量的增大,纤维素和半纤维素的转化率都逐渐降低,还原糖得率逐渐降低;通过SEM和X衍射分析水解前后的木质纤维素结构,得到了木质素影响水解过程的方式:1)木质素含量越大,纤维素的结晶度越大,纤维素的非晶化越困难,从而影响了纤维素的水解;2)原木质素不溶于反应体系且在酸性条件下相对稳定,富木质素层的木质素阻碍反应物与产物扩散,使富木质素层内的纤维素、半纤维素水解速率降低;3)木质素含量越高,木质纤维素的富木质素层越厚、强度越大,水解时难以从颗粒表面脱落,进一步降低水解速率。     

真菌是怎样破坏冷却塔中木材的?

正木材是由纤维素、半纤维素和20%~30%木质素所组成。纤维素是一种多糖物质,是木材细胞壁的组成部分,木质素是一种聚合的非多糖物质,它似一种黏合剂,能将纤维素黏结在一起。真菌中的子囊菌和半知菌容易寄生在连续受潮或浸泡在水中的如填料板条或其他结构木材上,它分泌出的消化酶能将纤维素作为碳源而消耗破换掉,木材中的纤维素被破坏了,只留下起结合作用的木质素,因此降低了木材的结构强度,当木材表面细胞被水冲掉时,它就失去了基本部分,如果     

提取条件对竹纤维分级分离的影响

对竹纤维组分的分级分离工艺进行了研究。以乙醇为溶剂的分级分离条件:第一级分离中NaOH 2.1%、H₂O₂ 1.5%,第二级分离中NaOH 2.4%、H₂O₂ 2.0%,第三级分离中NaOH 2.4%、H₂O₂ 1.0%。NaOH对各级半纤维素、木质素和纤维素的结构影响程度依次降低,而H₂O₂对各组分的结构影响不大。乙醇可同时提取木质素和半纤维素,而乙酸乙酯和丙酮不能提取半纤维素;乙酸乙酯提取的木质素具有较高的得率和纯度。丙酮和乙醇对纤维素、木质素的结构影响不大,而乙酸乙酯对纤维素和木质素的结构影响较大。     

杂交狼尾草碱预处理研究

采用不同碱对杂交狼尾草进行预处理,探讨碱预处理前后杂交狼尾草主要成分含量的变化。利用固态化学预处理方法,研究了氢氧化钠、氢氧化钙、氨水、尿素对杂交狼尾草的预处理。并采用范式纤维洗涤法对碱预处理后杂交狼尾草的纤维素、半纤维素、木质素含量进行了分析。结果表明,碱预处理后的酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维、半纤维素含量明显比预处理之前的低。Na OH预处理,Na OH质量分数为8%时,木质素含量最低,为5.28%;Ca(OH)2预处理,Ca(OH)2质量分数为2%时,木质素含量最低,为5.69%;氨水预处理,氨水质量分数为8%时,可使木质素含量最低,为5.12%;尿素预处理,尿素质量分数为6%时木质素含量最低,为4.38%。显然,采用6%尿素处理得到的木质素含量较低。     

竹黄水解及发酵制备木糖醇的研究(摘要)

以竹黄为原材料,利用热带假丝酵母发酵竹黄半纤维素水解液生产木糖醇,对半纤维素水解液的制备工艺以及水解液的脱毒处理、菌种的驯化改良、木糖醇发酵过程的优化等关键技术进行了研究。     

木质素在木材胶黏剂中的应用现状

木质素作为自然界中储量仅次于纤维素的第二大可再生生物质材料，长期以来由于其结构和性能的限制而未得到充分的利用，拓展木质素的综合利用途径对于生物质资源的可持续发展及改善环境有着重要的意义。本文综述了木质素基胶黏剂在木材加工领域的研究与应用进展，归纳了在各个胶黏剂中的优势与不足，并简要总结了现阶段木质素基木材胶黏剂存在的问题及对策。     

纤维素的酶水解糖化

纤维素为自然界存在最多的再生有机资源，能水解成葡萄糖，加工成食品、燃料、化工产品等。酸和酶都能催化水解，但酶法效果好，所得水解液的纯度高。多年来对于纤维素的酶法水解研究工作很多，但还有若干问题有待解决，尚未发展成适于工业生产应用的好工艺。本文扼要地综述纤维素的酶水解机理和纤维素物料的应用工艺。纤维素酶系内切葡聚糖酶、外切葡聚糖酶和β-葡萄糖甙酶的混合物，这三种酶协同起水解作用。纤维素物料不纯，还有伴生物半纤维素和木质素共同存在，需要预先处理，破坏纤维素的结晶性，提高水解效能，分离开半纤维素和木质素，加以好的利用，提高经济效益。     

秸秆纳米纤维素和纳米木质素的环保高效提取

以蒸爆小麦秸秆为原料,通过稀碱辅助球磨实现了纤维素组份的纳米化和木质素组份的充分溶解,实现了秸秆纳米纤维素的分离提取。分别通过胶束法和反溶剂法将溶于稀碱中的木质素再生获得球形纳米木质素及纳米木质素胶囊。在稀碱辅助球磨过程中系统研究了氢氧化钠溶液浓度、蒸爆秸秆含量、球磨珠配比和时间对纤维素纳米化及组份分离效率的影响。结果表明：在0.5 mol/L NaOH水溶液、秸秆浓度2.0%(wt)、每10 mL溶液配置球磨珠20 g、球磨时间10 h的条件下秸秆纤维素纳米化的程度最高,木质素分离效率可达99.7%。通过胶束法和反溶剂沉淀法对经离心分离的木质素碱溶液酸析和透析后冷冻干燥,分别制得了尺度为数百纳米的木质素纳米颗粒与木质素纳米胶囊。     

玉米芯残渣的碱性亚硫酸盐预处理及其反应动力学模型

玉米芯提取木糖后残留了大量富含纤维素和木质素的废弃物。针对玉米芯残渣(corncob residues,CCR)中木质素含量高和半纤维素含量很低的特点,采用碱性亚硫酸盐法进行预处理。研究了预处理p H、液固比、温度、亚硫酸盐用量等条件对纤维素保留率、木质素去除率、底物酶解效率以及预处理液中木质素磺酸钠含量的影响规律。结果表明,当亚硫酸钠用量为10%(质量)、氢氧化钠为5%(质量)、液固比为6:1、160℃预处理1 h时,可去除86.1%的木质素、保留82.4%的纤维素,底物的72 h酶解率达85.1%[酶载量为5 FPU·(g葡聚糖)-1],预处理液中木质素磺酸钠的收率为31.5 g·(100 g CCR)-1。为了指导放大试验和工程应用,提出了一个能准确预测底物木质素含量的参数——木质素因子(lignin factor,LF),在此基础上成功建立了脱木质素反应动力学经验公式以及底物酶解效率的预测方程,预测值与实测值误差在10%之内。     

秸秆及其主要组分的催化热解及动力学研究

利用热重分析法考察了农作物大豆、高粱、玉米、水稻秸秆及其主要成分半纤维素、纤维素和木质素等以碳酸钠为催化剂时的热解行为．结果表明，秸秆的主要热解区间为200℃～400℃，此温度区挥发分析出量约占整个温度区析出量的80％～90％．半纤维素、纤维素和木质素3种组分的热解特性差异很大，其中半纤维素热解主要集中在250℃～340℃范围，纤维素在300℃～400℃范围，而木质素的热解发生在一个相当宽的范围内．热解温度为600℃时，纤维素的热解转化率最高，半纤维素次之，木质素最低．催化剂使秸秆及半纤维素的主要热解区向低温区间移动．催化剂的加入可使半纤维素转化率略有提高，而对纤维素的作用与对半纤维素的作用正好相反．催化剂对木质素的影响最为显著，其DTG曲线由无催化剂时的单峰变为一大一小两个峰，主要热解区间向低温区移动较大，转化率也有所提高．动力学研究结果表明：秸秆、半纤维素和纤维素的热解在主要热解区间都可以用单段一级反应过程描述，而木质素为两段连续一级反应过程．     

离子液体[Bmim]im催化稻草木质素降解的研究

研究了离子液体[Bmim]im催化稻草秸秆中木质素降解的方法。探究了热回流条件下离子液体[Bmim]im对稻草秸秆木质素的降解条件,最优条件:反应温度为120℃,物料/催化剂比为5∶5,物料/水比为1∶10,加热时间为6 h,在最优条件下稻草秸秆中木质素的降解率达到69.37%,木质素由降解前含量的18.90%降低至降解后残渣中仅为5.09%,纤维素含量由原来的52.02%上升到了69.01%,提升了32.66%。对以纤维素为主要原料的工业有重要的意义。     

木质素聚合物及其衍生物的应用

在纤维素—造纸工业中对木材和植物加工时,木质素占木材加工总量的1/3,大量未经改性的木质素传统上用作农业用锅炉燃料,而另一方面,可溶解的经化学改性的木质素磺酸用于粘合剂,表面活性剂,肥料,     

玉米芯残渣的碱性亚硫酸盐预处理及其反应动力学模型

玉米芯提取木糖后残留了大量富含纤维素和木质素的废弃物。针对玉米芯残渣（corncob residues,CCR）中木质素含量高和半纤维素含量很低的特点,采用碱性亚硫酸盐法进行预处理。研究了预处理pH、液固比、温度、亚硫酸盐用量等条件对纤维素保留率、木质素去除率、底物酶解效率以及预处理液中木质素磺酸钠含量的影响规律。结果表明,当亚硫酸钠用量为10%（质量）、氢氧化钠为5%（质量）、液固比为6：1、160℃预处理1 h时,可去除86.1%的木质素、保留82.4%的纤维素,底物的72 h酶解率达85.1%[酶载量为5 FPU·（g葡聚糖）^-1],预处理液中木质素磺酸钠的收率为31.5 g·（100 g CCR）^-1。为了指导放大试验和工程应用,提出了一个能准确预测底物木质素含量的参数--木质素因子（lignin factor,LF）,在此基础上成功建立了脱木质素反应动力学经验公式以及底物酶解效率的预测方程,预测值与实测值误差在10%之内。     

不同云芝菌株腐朽杨木过程的扫描电镜研究

本文应用扫描电镜观察研究了白腐菌云艺（Coriolusvericolor）三个菌株腐朽杨木的过程，对试材的显微形态变化以及各菌株的降解特性进行了详细描述和探讨．实验结果表明，三个菌株降解木材的性能和方式存在着差异。NFU008对木质素和纤维素均具有很强的降解能力，它在腐朽早期优先降解胞间层中的木质素并能使纤维解离，在腐朽后期，它对纤维素产生强烈降解。NFU006对木质素和纤维素的降解是同时进行的，但对纤维次生壁中木质素的降解率明显高于对纤维素的降解率。NFU019降解木质素的能力相对较弱，但对纤维素的降解能力却很强，早期它以降解出生壁的木质素为主，而在腐朽后期它对纤维素产生剧烈降解。三个菌株最终均造成纤维细胞壁不同程度的减薄和破坏。     

染料分散剂新原料-高沸醇木质素的研制

采用1，4-丁二醇水溶液为溶剂的高沸醇溶剂法，从松木，杉木，稻草等原料制备纤维素与高沸醇木质素。使用上述原料，在70%-90%1，4-丁二醇水溶液中添加少量催化剂。并在190℃-220℃条件下蒸煮1-3小时后，分离反应产物，得到固体纤维素与高沸醇木质素-丁二醇溶液，不溶于水的高沸醇木质素通过加水沉淀的方法。从反应后的液体混合物中分离。高沸醇木质素具有较高的反应活性。灰分含量很低。适于制备新型染料分散剂，有广泛应用前景。