纤维素总结

一：纤维素的结构分类及应用：

1）纤维素的结构：

2）纤维素的分类：

根据其在特定条件下的溶解度,可以分级为:α—纤维素，β-纤维素，γ-纤维素，α—纤维素指的是聚合度大于200的纤维素,β-纤维素是指聚合度为10一200的纤维素,γ-纤维素是指聚合度小于10的纤维素。

3）纤维素的应用：

纤维素是一多羟基葡萄糖聚合物,经过特定的物理或化学改性后,具有不同的功能特性,可以粉状，片状，膜，纤维以及溶液等不同形式出现,因此用纤维素开发的功能材料极具灵活性及应用的广泛性。

3.1 高性能纤维材料：

纤维素纤维是现代纺织业的重要原料之一,同时也是纤维素化工和造纸业的重要原料，当前,纸己经成为社会发展的必需品,不仅大量应用于印刷，日用品及包装物,还可以用于绝缘材料，过滤材料以及复合材料等领域,具有广泛而重要的用途。

3.2 可生物降解材料

纤维素能够作为可降解材料的基材使用,因为纤维素具有很多独特的优点:(1)纤维素本身能够被微生物完全降解;(2)维素大分子链上有许多轻基,具有较强的反应性能和相互作用性能,使得材料便于加工,成本低,而且无污染;(3)纤维素具有很强的生物相容性;(4)纤维素本身无毒,可广泛使用，由于纤维素分子间存在很强的氢键,而且取向度和结晶度都很高,使得纤维素不溶于一般溶剂，高温下分解而不融,所以无法直接用来制作生物降解材料,必须对其进行改性，纤维素改性的方法主要有醋化，醚化以及氧化成醛，酮，酸等。纤维素生物降解材料应用广泛,例如园艺品，农，林，水产用品，医药用品，包装材料及光电子化学品等,这里要特别提出的是纤维素在医学，光电子化学，精细化工等高新技术领域应用的更好西川橡胶工业公司研制开发的纤维素，壳聚糖系发泡材料存在很好的应用前景,其特点是重量轻，绝热性好，透气，吸水等,这些特点使其广泛应用于农业，渔业，工业，包装，医疗等各个领域。

3.3 纤维素液晶材料：

天然纤维素及其衍生物液晶是一类新颖的液晶高分子材料，和其它的纤维素衍生物液晶相比,新型的复合型纤维素衍生物液晶在纤维素大分子链中引入了刚性介晶基元,使得控制其液晶性质能够成为现实"这同时就为开发具有特殊性能的液晶高分子提供了新的研究领域,并且其相应的理论基础研究对探索高分子液晶的形成也有十分重要的指导意义，另外,由于天然纤维素是自然界取之不尽，用之不竭的可再生天然高分子,那么在石油及能源日益枯竭的今天,我们就很有必

要继续深化对天然纤维素及其衍生物液晶的研究和开发。

3.4 吸附性纤维素材料

3.4.1：吸油材料：

水资源污染已是一个严重的社会问题,而油类污染是造成水污染的重要因素之一，随着经济的迅速发展和社会的不断进步,对高吸油树脂的吸油性能及合成原料的可持续性利用方面的要求越来越高，目前国内外合成的性能较好的高吸油树脂几乎全都以石油副产品为惟一合成单体，但石油是不可再生资源,且价格日益高涨，采用维素基吸油材料作为治理工业及日常生活中的废油处理剂,不仅使吸油产品的综合生产成本大幅度降低,由于天然纤维素细小的内部结构,能够使吸油材料的吸油性能得到明显改善，同时,由于天然纤维素材料本身具有优良的可降解性,还可消除废弃合成吸油树脂对环境的污染。3.4.2：吸附重金属材料：

人们通过研究发现纤维素的某些共聚物具有同重金属吸附结合或鳌合的能力,通过对纤维素进行改性可用于海水中回收铀，金等贵重金属,或用于污水中重金属的处理。

3.4.3：高吸水材料：

以纤维素为基质的高吸水材料一直是人们研究与开发的活跃领"纤维素是含有多轻基的高分子多糖,由于轻基的亲水性能,这种性质使得纤维素本身就具有一定的吸水和吸湿能力,只是由于纤维素本身高度结晶结构使大部分轻基处于氢键缔合状态,从而使这种吸水能力收到了限制"因此制备纤维素系高吸水材料时,首先必须要尽量破坏纤维

素的结晶结构!提高其反应发生的可能行,然后通过特殊的化学反应方法在纤维素大分子上接上高亲水性基团。

二）纤维素溶剂的制备

1）纤维素溶剂的制备：

1.1 衍生物溶解法：

纤维素是由D一葡萄糖聚合形成的链状高分子,每个单元内都有3个自由基-OH,因此在特定条件下,能与部分酸碱或其他化学物质发生反应,一般最终产物都为纤维素酯,该酯要比纤维素更易溶解在某些溶剂中。

1.1.1氢氧化钠/二硫化碳(NaOH/CS2)体系(粘胶法)：

粘胶法生产至今已有100多年的历史,它是一种包含化学反应的复杂过程，该法主要是应用了纤维素中-0H的酸性,用一定浓度的氢氧化钠溶液处理后,形成碱纤维素,然后通入二硫化碳,形成黄原酸纤维素酯,该酯可以溶于氢氧化钠溶液。

1.1.2质子酸体系：

质子酸能在适当的浓度下润胀和溶解纤维素,使纤维素的羟基质子化，当质子酸的量足够多,浓度适当时,纤维素就会溶解。

1.1.3多聚甲醛/二甲基亚砜体系：

该体系在上世纪中叶就应用于纤维素溶解的研究,其具有很强的溶解能力,对聚合度很高的纤维素仍具有溶解能力,但时由于自身的一些缺陷,该体系并没有被使用。

1.1.4氨基甲酸酯体系：

具体的溶解过程:将碱纤维素与饱和尿素溶液混合,然后加入少量特殊的惰性溶剂,在加热条件下，反应一段时间后,反应生成浅灰色的固体氨基甲酸酷酯,然后将生成浅灰色的固体，溶解在氢氧化钠溶液中制得纺丝原液,使用硫酸做凝固浴进行湿法纺丝,最后将制得的醋纤维放入碱液分解浴分解,这将制得纤维素纤维。

1.2直接溶解法：

1.2.1碱水溶液体系：

很久以前人们就尝试用氢氧化钠(Na0H)水溶液来溶解纤维素,但是都出现了很多问题,影响了实验进展，因为溶解所需时间长,而且只能溶解一些比较特殊的纤维素,还要在溶解前需要对纤维素进行比较复杂预处理,如蒸汽闪爆处理等，但是由于NaOH水溶液是溶解纤维素的溶剂中最便宜的,因此人们对这一溶剂体系的研究一直没有停止过，1984年,日本Kamide等人在特定条件下制得具有非结晶态结构的铜氨纤维,当温度为4℃时,再生纤维素能完全溶解在质量百分数8﹪一10﹪的氢氧化钠溶液中。

1.2.2 碱/尿素或硫脲/水体系：

20世纪70年代,Suvorova报道了在NaoH溶液中添加一定量的尿素(urea)有助于溶解纤维素,而且不会造成纤维素的降解,Kamide等也报道了经闪爆处理过的木纤维素能很快溶解在含8%一10%(质量百分比)尿素的NaOH/尿素水溶液中,张俐娜对上述体系进行改进,通过调节尿素的含量,使得溶剂体系能够很好地溶解包括棉纤维素在内的多种纤维素,在此基础上,他们还陆续发展了NaOH/硫脲水溶液，LiOH/

尿素水溶液和LiOH/硫脲水溶液等多种纤维素溶剂体系。LIOH/尿素水溶液与氢氧化钠/尿素/水体系类似,能溶解更高分子量的纤维素,这足囚为Li半径要比Na小许多,更易进入纤维素内部,破坏纤维素的结构。

1.2.2铜氨溶液体系：

铜氨溶液是最早用来溶解纤维素的溶剂,除铜氨溶液外,部分过渡金属的乙二胺溶液也可以用于溶解纤维素,两者的溶解原理一致，溶液中的铜氨络合离子能与纤维素反应形成醇化物或者分子化合物,通过这种反应使纤维素溶解。

1.2.3 离子液体溶剂体系：

Swatlski发现离子液体在常温条件下只能润湿纤维素纤维,而无法将其溶解,但加热至100—110℃,就能发现纤维素能够缓慢溶解在某些含Cl- ，Br-，SCN-阴离子的离子液体中,进而得到一系列纤维素溶液，离子液体溶解纤维素。

三：制备纤维素溶剂的一些专利：

1）张丽娜:一种溶剂组合物及其制备方法和用途：190克6.5 wt% NaOH/15wt%尿素混合水溶液(将氢氧化钠和尿素按比例混合，加水配成该溶剂组合物)，置于-5℃冰盐浴中冷却，然后加入10克棉短绒浆(聚合度500 )快速搅拌，得到透明的纤维素溶液。落球法测该纤维素溶液粘度约为60 Pa .S。在1-2 MPa大气压力下用400目纱布及府绸过滤，溶液可完全过滤，所得溶液中无肉眼可见纤维存在。纤维素完全溶解，得到溶解度为100%的纤维素透明溶

液。

该方法的创新点：

首次发明可直接快速溶解纤维素的氢氧化钠和尿素水溶液溶剂组合物及其制备方法。本发明涉及的氢氧化钠和尿素水溶液可直接快速溶解天然纤维素(棉短绒浆、草纤维浆、甘蔗渣浆、软木浆、硬木浆等)和再生纤维素(无纺布、玻璃纸、粘胶短纤、长丝等)，并可得到高溶解度(溶解度可达100％)的透明的纤维素浓溶液。

2）张军：用离子液体溶解纤维素：

称取1. 0g浆粕纤维素撕碎后在150m1 NaOH水溶液(20%)中浸泡2h后，用乙醇清洗三遍，真空干燥后待用。称取2.0g真空干燥的EMIMAC离子液体，加入0. 06g活化纤维素，在80℃油浴中加热，并进行磁力搅拌。随着时间的延长，纤维素先发生溶胀;随即形成浑浊的溶液，偏光显微镜下观察有明显的纤维丝存在;最后，溶液逐渐变得澄清透明，在偏光显微镜下观察，满视野呈黑色，说明纤维素完全溶解，整个溶解过程为24小时，由此制得浓度为2. 91wt%的纤维素溶液。

3）张丽娜：一种溶剂组合物及其制备方法和用途：取再生纤维素(粘胶短纤)15克，加入185克8 wt%NaOH/4 wt%硫脲混合水溶液，在5℃中搅拌5分钟，得到透明的纤维素溶液。用超速离心机在8000转/分钟，15℃下离心30分钟，纤维素溶液较离心前没有发生变化。倒出纤维素溶液，离心筒底部无胶团沉淀，所得溶液中无肉眼可见纤维存在。再生纤维素(粘胶短纤)完全溶解。7-10℃

下保存一周依旧稳定。

该方法的创新点：

该方法以价格便宜且无污染的氢氧化钠和硫脲为溶剂，通过在-10℃—5℃条件下10到15分钟快速溶解纤维素。由此得到透明的纤维素浓溶液，保持了很好的纤维可纺性和膜的成型性，可用于纺丝或制膜;与粘胶法和纤维素氨基甲酸酯法等衍生化溶解工艺有着本质上的不同，该发明以天然纤维素为原料，整个过程无化学反应发生，比传统的粘胶纤维工艺减少了碱化、老成、磺原酸化和熟成等工艺;同时原料消耗少，生产周期短，工艺流程简单。

4）张丽娜：一种溶剂组合物及其制备方法和用途：200克3.0 wt% LiOH/6.0 wt%硫脲混合水溶液，加入20克再生纤维素(粘胶短纤，聚合度300)搅拌后置于冰箱(约-20℃)中冷冻3-5小时。然后在室温下解冻，搅拌后得到透明的纤维素溶液。用超速离心机在10000转/分钟，15℃下离心30分钟脱气泡，离心筒底部无胶团沉淀。

该方法的创新点：

首次发明可溶解高分子量纤维素的氢氧化锂和硫脲水溶液溶剂组合物及其制备方法。该发明涉及的氢氧化锂和硫脲水溶液可通过冷冻-解冻方法或者直接方法溶解天然纤维素(棉短绒浆、草纤维浆、甘蔗渣浆、软木浆、硬木浆等)和再生纤维素(无纺布、玻璃纸、粘胶丝等)，并可得到高溶解度(溶解度可达100%)的透明的高分子量纤维素浓溶液。其特点在于可通过直接方法溶解纤维素，生产周期短，工

艺流程短，以利于工业化生产。与已申请的专利相比，本发明解决了高分子量纤维素在水体系中的溶解问题，因此有明显的技术进步

和更广泛的应用前景。所得到透明的纤维素浓溶液，保持了很好的纤维可纺性和膜的成型性，可用于纺丝或制膜。这种新溶剂可用于制备再生纤维素膜、共混膜、纤维素/纳米粒子功能膜、纤维、无纺布。也可用作纤维素衍生化的反应介质。

5）金华进：氢氧化钠、硫脲、尿素、水四元体系溶解纤维素：

取棉浆粕(聚合度DP=600)6克，加入100克9.5%氢氧化钠//5.5% 硫脲/4%尿素混合水溶液中(溶液预冷至0℃)，然后在0℃(通过冰水浴控温)强力搅拌5分钟，得到透明的纤维素溶液。用超速离心机在8 000转/分钟，10℃下离心30分钟，纤维素溶液较离心前没有发生变化。倒出纤维素溶液，离心筒底部无胶团沉淀，所得溶液中无肉眼可见纤维存在。再生纤维素完全溶解。

该方法的创新点：

该发明首次采用氢氧化钠/硫脲/尿素/水四元复合体系溶剂溶解纤维素，对纤维素具有很强的溶解能力，能快速溶解纤维素，该溶剂比武汉大学张丽娜教授等发明的氢氧化钠、硫脲、水三元体系溶剂以及氢氧化钠、尿素、水三元体系溶剂具有更强的溶解能力，张丽娜教授发明的溶剂只能溶解聚合度较低(DP=600)的棉浆粕，对聚合度大于1400的棉浆粕没有溶解能力，而本发明制得的溶剂对聚合度大于1400的棉浆粕依然有较强的溶解能力，为制备高强度纤维提供了基

础。在相同条件下，该溶剂制得的溶液比张丽娜教授的溶剂制得的溶液更稳定，凝胶点出现的时间延长，当溶液固含量小于6%时，可静置脱泡或抽真空脱泡，可纺性更好，因此更有利于工业化生产。用该法制得的纤维素浓溶液，有很好可纺性和膜的成型性，可用于纺丝和制膜。

四：纤维素溶剂的应用

1）纤维素膜的制备：

1.1包装膜：

由纤维素制备的可降解膜是安全的，且对环境友好。利用可再生资源制备生物质材料不仅有助于健康生态系统，也由于它们优越的性能使其在工业上有应用前景。现在，大规模商业应用生物质包装材料是基于纤维素，且纤维素材质板和纸已经用在包装工业几个世纪了。通过粘胶路线制备的玻璃纸是最普通的纤维素基包装膜。然而，粘胶法使用的CS2将会导致环境污染。相比之下，用NaOH/尿素水溶液溶解纤维素是无毒和廉价的过程，它有希望用来生产再生纤维素膜。1.2光致发光复合膜：

再生纤维素膜能分别用荧光染料处理或与光致发光色素共混来制备新型光致发光和长余辉复合膜。此复合膜分别显示出炫丽的颜色(黄-绿到蓝-绿)，表现出高度的均一性和致密的表面。表明纤维素和荧光染料或光致发光碱土金属铝酸盐颗粒有极好的相容性

1.3纤维素徽孔功能化膜：

NaOH/尿素水溶液用5 wt%H2SO4,10 wt% Na2S04水溶液作为凝

固液通过不同的时间和温度下制备再生纤维素微孔膜.这将是一个潜在的制备用于分离技术的不同孔径再生纤维素膜的新方法。

2)纤维素微球的制备：

天然高分子微球已经广泛应用于色谱、分离科学、可控制载体和贮藏体、生物医药支撑体、环境和催化剂基体、食品方面、医药工业领域等领域。

3) 纤维素水凝胶的制备：

3.1超吸水纤维素水凝胶：

作为一种有吸引力的软物质材料,水凝胶用作食品、食品包装、药品、农业、个人护理产品和电子产品,已经成为了广泛研究的焦点.

3.2 杂化纤维素水凝胶：

据悉，杂化水凝胶在Fluor免疫领域具有广阔的应用，并作为药物传递载体和伤口愈合的监测系统。通过纤维素和CdSe/ZnS量子点(QDs)在NaOH/尿素水溶液中用一种温和的化学交联过程制备出了高荧光的水凝胶。另外，这些水凝胶有好的透光性和机械强度，使其可能应用在免疫和生物标签领域应用。

4）新型纤维素纤维的制备：

纤维素直接用作纸张和纸板用于食品包装的应用可以追溯到17世纪，而在19世纪后期加速了使用。纸和纸板是纤维素纤维交织网络材料，纤维素是用木材通过硫酸盐和亚硫酸盐处理得来。现在中国，印度和其它国家必须面对粘胶法产生的严重污染。利用“绿色”技术和低成本的化学试剂生产再生纤维素材料已迫在眉捷。试验证明，从

纤维素溶解在NaOH/尿素溶剂中制备的纤维素溶液，已通过试验机能纺出高品质的纤维素长丝。它有圆形的横截面(类似于天丝)和光滑的表面并且有良好的力学性能。新纤维素纤维可用于制造无纺布及纺织物，它们可以用于包装快餐食品、饼干、糖果和做茶叶袋。

5) 合成纤维素衍生物:

纤维素可以通过其羟基酯化或醚化来衍生化，且己有大量的衍生化产品商业应用。NaOH/尿素水溶液是碱性的，因此适合纤维素醚化均相反应体系。在NaOH/尿素水溶液体系中己合成了纤维素醚类，比如甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素和氰乙基纤维素。因为溶剂体系的碱度，反应不需要加入额外的催化剂。纤维素在C-2位的羟基的相对反应活性比C-3和C-6位要稍微高一些。对比与传统非均相和均相过程，NaOH/尿素水溶液是一种更为稳定和更加均一的反应介质，可用于合成具有更加均匀的微结构的纤维素醚。纤维素衍生物产品可以应用在食品添加剂和药物载体领域。

木质纤维素预处理方法的研究进展

木质纤维素预处理方法的研究进展 摘要:概述了几种比较实用的木质纤维素预处理技术,总结了各种预处理技术的方法?原理以及优缺点,进而对木质纤维素预处理方法的发展前景进行了展望? 关键词:木质纤维素;预处理方法;研究进展 Research Advances of Pretreatment Technology of Lignocellulose Abstract: Some practical pretreatment technologies of lignocellulose were briefly introduced, including the main methods, principles, advantages and disadventages. And the development prospect of pretreatment technology of lignocellulose was put forward. Key words: lignocellulose; pretreatment method; research progress 随着世界经济的不断发展和石油资源的日益消耗,开发更加长久有效的能源是各国面临的一个巨大难题?作为一种可再生能源,生物质能源是中国能源可持续发展的必然战略选择之一?利用木质纤维素生产生物乙醇?丁醇等生物质燃料是生物质能源开发的重要内容?我国天然纤维素原料非常丰富(包括农作物秸秆?林业副产品?城市垃圾和工业废弃物等),利用生物技术分解和转化木质纤维素既是资源利用的有效途径,对于解决环境污染?食品短缺和能源危机又具有重大的现实意义? 1 木质纤维素的结构 木质纤维素是指以纤维素?半纤维素和木质素为主要成分的原料,3种成分在植物原料中的含量分别为35%~50%?15%~25%和15%~30%?纤维素是聚合度在 1 000~10 000的葡萄糖的线性直链聚合物,由结晶相和非结晶相交错形成,结晶相结构致密,阻碍纤维素的分解?半纤维素结构较纤维素简单,主要是由木糖?阿拉伯糖等戊糖及少量的葡萄糖?甘露糖和半乳糖等己糖形成的直链或支链聚合物,在适宜的温度下易于溶解在稀酸溶液中并降解成单糖?木质素是一种由苯丙烷结构单体组成的具有复杂三维结构的芳香族高聚物,在植物结构中发挥胶粘作用,将纤维素和半纤维素紧密结合在一起,增大茎秆的机械强度,起到木质化作用,阻碍微生物对植物细胞的攻击,同时减小了细胞壁的透水性?纤维素和半纤维素作为可酵解糖类,占原料总重的65%~75%[1]? 2 预处理的目的 木质纤维素的转化利用可分为原料预处理?酶水解和糖发酵3个阶段,主要的技

纤维素催化转化制备多元醇和

纤维素催化转化制备多元醇和5-羟甲基糠醛姓名：王静学号：2011207259 班级：工艺二班 开题：煤炭、石油和天然气是支撑人类社会生活生存和发展的重要能源支柱。随着1973年由于石油短缺引发的能源危机以及近期国际石油价格大幅上涨，已经让我们认识到能源并不是取之不尽用之不竭的。同时因化石能源的过度消耗带来的环境污染问题也使得社会发展面临着巨大的压力。在化石能源日益匾乏，环境保护彰显重要的形势下，如何发展新能源己经成为各国政府、专家、学者共同关注的焦点问题。正是在这一形势下，人们开始关注生物质能源。 多元醇包括山梨醇、木糖醇、甘露醇、麦芽糖醇、甘油和乙二醇等CZ一C6的多轻基化合物。传统的多元醇制备原料多源于石油和天然气等资源，但随着石油、天然气等资源的日渐短缺和人们环保意识的增强，且相当一部分可再生的生物质资源可以用来制备多元醇，使得生物质多元醇的研究越来越多地受到人们的关注。在最初阶段，多元醇多用于食品和医药等行业，随着人们对多元醇的逐步重视和工业技术的进步，多元醇现在己广泛应用于制备聚氨醋材料、烷烃、氢气、燃油以及化工中间体等领域上，成为新一代的能源平台。2004年，美国能源部在一份报告中将甘油和山梨醇等多元醇列为在未来生物质开发过程中最为重要的12种“ buildingblock”分子，可见从纤维素出发制备多元醇的意义非常重大。 2006年，Fukuoka等人利用固体酸(Y一A12o3或A一203一5102等)担载金属Pt或者Ru为催化剂，在水相中463K实现了纤维素的催化转化。在Pt/A12O3双功能催化剂上转化纤维素生产30%产率的六碳醇。采用环境友好的固体酸来替代传统的液体酸，同样可以实现糖普键水解以及金属催化剂的加氢，但在产物分离以及催化剂的循环利用上已经取得了很大改善，其采用的不同固体酸的催化反应北京大学刘海超教授等人发展了利用高温水原位产生的酸催化纤维素水解同时结合Ru/C催化剂催化氢化葡萄糖一步法生产碳六多元醇的过程。该反应过程在5l8K下六碳多元醇的产率能达到23.2%，而且高温水原位产生的酸在低温时消失对环境友好，成本低，无污染。Ru/C催化剂在这个反应过程中的催化活性要超过Pt/A1203，因为相比Pt，Ru是更好的C=0双键氢化催化剂。，反应过程分为两部分，首先，纤维素在高温水原位产生的酸催化下水解成葡萄糖，葡萄糖

纤维素总结

一：纤维素的结构分类及应用： 1）纤维素的结构： 2）纤维素的分类： 根据其在特定条件下的溶解度,可以分级为:α—纤维素，β-纤维素，γ-纤维素，α—纤维素指的是聚合度大于200的纤维素,β-纤维素是指聚合度为10一200的纤维素,γ-纤维素是指聚合度小于10的纤维素。 3）纤维素的应用： 纤维素是一多羟基葡萄糖聚合物,经过特定的物理或化学改性后,具有不同的功能特性,可以粉状，片状，膜，纤维以及溶液等不同形式出现,因此用纤维素开发的功能材料极具灵活性及应用的广泛性。 3.1 高性能纤维材料： 纤维素纤维是现代纺织业的重要原料之一,同时也是纤维素化工和造纸业的重要原料，当前,纸己经成为社会发展的必需品,不仅大量应用于印刷，日用品及包装物,还可以用于绝缘材料，过滤材料以及复合材料等领域,具有广泛而重要的用途。 3.2 可生物降解材料

纤维素能够作为可降解材料的基材使用,因为纤维素具有很多独特的优点:(1)纤维素本身能够被微生物完全降解;(2)维素大分子链上有许多轻基,具有较强的反应性能和相互作用性能,使得材料便于加工,成本低,而且无污染;(3)纤维素具有很强的生物相容性;(4)纤维素本身无毒,可广泛使用，由于纤维素分子间存在很强的氢键,而且取向度和结晶度都很高,使得纤维素不溶于一般溶剂，高温下分解而不融,所以无法直接用来制作生物降解材料,必须对其进行改性，纤维素改性的方法主要有醋化，醚化以及氧化成醛，酮，酸等。纤维素生物降解材料应用广泛,例如园艺品，农，林，水产用品，医药用品，包装材料及光电子化学品等,这里要特别提出的是纤维素在医学，光电子化学，精细化工等高新技术领域应用的更好西川橡胶工业公司研制开发的纤维素，壳聚糖系发泡材料存在很好的应用前景,其特点是重量轻，绝热性好，透气，吸水等,这些特点使其广泛应用于农业，渔业，工业，包装，医疗等各个领域。 3.3 纤维素液晶材料： 天然纤维素及其衍生物液晶是一类新颖的液晶高分子材料，和其它的纤维素衍生物液晶相比,新型的复合型纤维素衍生物液晶在纤维素大分子链中引入了刚性介晶基元,使得控制其液晶性质能够成为现实"这同时就为开发具有特殊性能的液晶高分子提供了新的研究领域,并且其相应的理论基础研究对探索高分子液晶的形成也有十分重要的指导意义，另外,由于天然纤维素是自然界取之不尽，用之不竭的可再生天然高分子,那么在石油及能源日益枯竭的今天,我们就很有必

十三五规划(纤维素纤维)

再生纤维素纤维行业“十三五”发展规划 ——中国化学纤维工业协会纤维素纤维分会 前言 再生纤维素纤维是采用富含纤维素的植物原料，经一系列的化学处理和机械加工而制的的纤维，主要品种包括粘胶纤维、醋酸纤维和铜氨纤维等传统再生纤维素纤维，以及以天丝为代表的新型溶剂法纤维素纤维等。 再生纤维素纤维是重要的纺织材料之一，具有很好的吸湿性、染色性和舒适性。在人们对产品可回收、可降解、对织物舒适性要求越来越高的条件下，其在纺织原料中凸现出越来越重要的作用，另外，其原料为可再生资源，是循环经济可持续发展的重要化学纤维产品。因此，再生纤维素纤维有着更为重要的意义和广泛的发展空间。 我国再生纤维素纤维工业的整体水平和竞争能力的发展将对世界再生纤维素纤维工业 产生重要影响。“当前纺织行业发展的新常态特征日益凸显，对于企业提出更高的调整转型的要求，企业发展压力和挑战将持续增加，但同时也隐含着外部发展的机遇和行业自身提升的动力”。在当前新常态下如何生存与发展是再生纤维素纤维行业“十三五”面临的迫切任务。 《再生纤维素纤维行业“十三五”发展规划》总结分析了我国再生纤维素纤维制造行业的发展现状及特点，存在主要问题和产业发展趋势，明确了“十三五”期间行业发展由“数量型”向“技术效益型”战略转变的指导思想，明确了发展目标和发展重点，提出了发展高新技术、功能性、差别化纤维的技术方向和主要任务。对贯彻落实《国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》精神和《纺织工业“十三五”发展纲要》的具体要求，推动再生纤维素纤维行业的科技进步和自主创新，实现全面、协调和可持续发展，具有重要的指导作用。 一、“十二五”发展规划完成情况及特点 我国是世界最大的再生纤维素纤维生产国，主要生产粘胶纤维、醋酸纤维（用于烟草行业）、NMMO溶剂法纤维素纤维、低温尿素溶解纤维素纤维等。其主要产品是粘胶纤维，约占世界粘胶纤维总量近三分之二。原料采用进口木浆，进口棉短绒生产棉浆，国产木浆、棉浆、竹浆、纸改浆等品种，原料进口依存度约在60%左右。 “十二五”期间，纤维素纤维行业在大宗原料、纤维生产方面基本完成规划目标。在原料利用上发展较慢，木浆发展较快，许多大型纸浆生产企业都在转产溶解浆，溶解木浆产能已达150余万吨。棉浆生产由于资源受限，总量萎缩。竹、麻浆产量较低，秸秆利用进展缓慢。粘胶纤维工业在生产设备、工艺技术、产品质量、节能减排等方面都有了大幅度提高。高湿模量纤维、NMMO溶剂法纤维素纤维、低温尿素溶解纤维素纤维等也有了可喜的进步。 其特点是：企业规模不断增强、产量持续增长，产业集中度进一步加大、产业链配套有

DEAE 纤维素使用说明

DEAE-纤维素 1 简介 DEAE-纤维素，它采用平均粒径为50μm的颗粒型亲水高分子聚合物，表面又用大分子糖链接枝，使它有更高的比表面积和更好的生物兼容性，保持更高载量，同时又具有更好的分辨率。由于比表面积大，平衡和洗脱的时间也更短。它经过接枝即使是纯化病毒，质粒等超大分子的物质，载量基本保持不变。 本产品物理和化学稳定性好，使用寿命长，操作方便。 2 填料特征： 3 应用的注意事项： 3.1 色谱柱装填 （1）所需要用到的材料的温度要与色谱操作的温度一样，液体最好做脱气处理。填料可直接称量需要的量用缓冲液溶涨一小时装柱即可。 （2）在柱子下端加入20%乙醇，以除去柱子中的空气，关闭柱子出口，在柱内保留少量的20%乙醇。20%乙醇容易产生气泡，可以在里面加1%吐温避免气泡产生。也可以换成纯水装柱子，但是需要把填料中的20%乙醇也换成纯水，具体的方法取需要体积的填料在抽滤漏

斗上进行，也可以小心倾去填料上的20%乙醇，再换成5倍体积的纯水，反复沉淀去上清，5次左右就可以用于装柱子。 （3）此填料颗粒比较细，所以一定要注意柱子要选择合适的筛网，不能漏，也可以取点填料加到筛网上试试，如果没有问题再将填料连续倒入柱子时，要用玻璃棒的紧靠柱子内壁引流，以减少气泡的产生，让填料先自然沉降到填料体积不再变化，而填料和上面的液体很好分层，上层溶液完全澄清，就可以开泵用适当的流速压柱子，填料体积不再变化后，再把转换头紧顶在填料上就可以平衡柱子使用。使用的流速要小于装柱子的流速。 （4）在装柱子前，填料从冰箱中取出至少要室温放置2-3个小时，这样避免装柱子时由于温度变化而使柱子中产生气泡。 3.2 蛋白的结合 样品的盐浓度和pH要尽量和平衡柱子的缓冲液一致，盐浓度过高或者pH带低也许挂不上，所以要根据自己的样品做适当调整。 3.3 蛋白的洗脱 这个填料如果采用线性梯度洗脱，柱子的直径和高度比最好是大于10，数值越大越有利于分离，而且样品最好别上太多，可以按约10mg/ml上样，如果采用阶段洗脱的方法，装短粗柱子就可以，上样量也没有限制。阶段洗脱容易放大，重复性好，如果洗脱条件好完全可以得到和线性梯度一样或者更好。采用什么方法完全根据自己需要。 4 再生清洗 （1）每次用完最好用0.5MNaOH含2M NaCl洗5个床体积，再用水洗5个柱床体积，然后用20%乙醇保存，使用3-5次后在水洗之后再用70%的乙醇或30%异丙醇都含1%吐温洗5个柱床体积，最后20%的乙醇流洗5个柱床体积。 （2）有机溶剂和水混合很容易产生气泡，为了避免这样情况，可以把配好的有机溶剂在室温放置过夜，再使用，这样可以避免气泡进柱子而导致柱子不能正常使用。 5 保存 在20%乙醇中，4℃下长期保存。

DEAE--52纤维素的处理

DEAE--52纤维素的处理 关于DEAE52纤维素的处理只有简单的几步，如下: 1.先将干粉的纤维素浸泡在蒸馏水中，一段时间大约3小时左右，我偏爱这个时间，去除杂质，最好抽干一下； 2.再用0.5mol/l的HCl溶液浸泡2小时，用去离子水洗净至PH中性，并抽干； 3.将抽干的纤维素再浸泡在0.5mol/l的NaOH溶液中2小时，用去离子水洗至中性，抽干。即可用了 对于用过的纤维素，可以重复利用多次，但需要经过再生处理后才可以使用。再生处理可先用高浓度NaCl (1－2 mol/L)过柱冲洗柱床，以除去DEAE－52阴离子交换纤维所吸附的成份。然后，再用0.5 mol/L的HCl和NaOH处理，处理方法与预处理完全相同。 DEAE－纤维素的处理及装柱 （1）处理 本实验采用的是DEAE－纤维素DE 52 是弱酸型阴离子交换剂，具体处理方法为：先将DE52阴离子交换剂干粉浸泡于蒸馏水中，去除杂质；再在0.5N的HCL溶液中浸泡1－2h,再用无离子水或蒸馏水洗至pH值中性或PH4以上，并将其在抽滤漏斗中抽干；将抽干的离子交换剂浸泡在0.5N的NaOH溶液中1－2h，再用无离子水或蒸馏水将其洗至中性。 （2）装柱 将层析柱清洗干净垂直固定到层析架上，加1/3体积的无离子水，打开下出液口，水流畅通，即刻将小烧杯中装有适宜浓度的柱材，轻轻倒入层析柱中，凝胶自然慢慢沉降再层析柱底部，凝胶沉积直到离层析柱上端1.5－2cm处，停止装柱。层析柱上端进液口连接恒流泵，下出口连接蛋白质监测仪，待层析柱的平衡。 （3）平衡 在柱层析上样前必须对层析柱进行平衡，所谓平衡就是将层析柱中的溶液用层析过程的缓冲液（洗脱液）置换出来，使层析柱中的缓冲系统与柱层析过程中的系统一致。其方法是：利用层析柱上端的恒流泵将平衡缓冲液泵入到层析柱内，打开层析柱下端的出口，平衡液流速在0.5-1ml/min，当下出口流出液的PH值与平衡缓冲液的PH值一致时，层析柱达到了平衡。在本实验中，用0.002M Tris-HCL缓冲液PH7.4(内含0.0001M EDTA)，预先将DE-52柱进行平衡。 DEAE—纤维素的活化 称取IgDEAE32或52，放入5ml量筒中，加蒸馏水浸泡过夜，观察溶胀后DEAE 的体积。根据所需层析柱的柱床体积计算所需DEAE的用量，称取所需DEAE用蒸馏水浸泡过夜，其间换几次水，每次除去细小颗粒。抽干，改用0.5ml/LNaOH溶液浸泡1h以上，抽干（可用布氏漏斗），用无离子水漂洗，使pH至8左右（用pH试纸检查）。再改用0.5ml/LHCl溶液浸泡1h以上，去酸溶液，用无离子水洗至pH6左右。本实验中在用前应以0.0175mol/L，pH6.7磷酸盐缓冲液，浸泡平衡后使用。 DEAE—纤维素的再生

阳离子纤维素总结资料

Polyquaternium-10阳离子纤维素 Polyquaternium-10阳离子纤维素，又称纤维素醚季铵盐，是一种羟乙基纤维素与烷基三甲基氯化铵的天然高聚物。它实际上是一种阳离子表面活性剂，属于美国化妆品盥洗用品和香料协会（CTFA）命名的聚季铵盐（Polyquaternium）类，简称为PQ-10。 一、PQ-10的合成 PQ-10是由纤维素及其衍生物进行季铵化后得到的产物。其合成工艺流程见图1。它的合成路线如下式所示： 阳离子纤维素的一般合成路线 图1 阳离子纤维素合成工艺流程图 二、PQ-10的物理性质

PQ-10一般为白色或淡黄色可自由流动的粉末，易分散溶于水或与水混溶的溶剂混合物中，适当搅拌可形成无色或淡黄色的均匀溶液。温水和高剪切都有助于溶解。一些市售PQ-10的物理性质见表1。 表1 一些市售PQ-10的物理性质 三、PQ-10的溶解性 PQ-10不溶于乙醇和异丙醇，但它的水溶液可用这些醇进行稀释，制成其混合溶剂溶液，而且，它的水溶液对醇的容忍度随聚合物的浓度变化而变化。 四、PQ-10吸附亲和性 PQ-10是发类化妆品调理剂中较重要的一类阳离子聚合物，它对人类头发有较好的吸附亲和性。 头发有低的等电点（约为pH=3.67），在等电点以上，头发带有负电荷，带正电荷的阳离子纤维素极易被吸附在头发上。染色、着色实验表明，只有阳离子

纤维素烷基部分接近8-10个碳原子时才表现出较好的范德华力。随着阳离子结构部分的相对分子量的增大，吸附作用也相对增强，亲合作用更加突出。 对阳离子纤维素在头发角蛋白上的吸附有影响的因素主要有聚合物的分子量和溶液浓度、无机盐的存在及头发受损伤程度。 关于阳离子纤维素分子量对分子在头发上吸附的影响，可以通过下面的实验数据（见图2）得出结论。通过对市售三种不同粘度等级的JR型阳离子聚合物JR-125、JR-400、JR-30M（相对分子量分别为250000，400000，600000）和羟乙基纤维素（HEC）溶液在漂白过的头发上的吸附表明，最低分子量的JR-125吸附最快，程度也最大，而高分子量的JR-30M则由于渗透受到限制，其吸附很快达到饱和，而且阳离子纤维素比羟乙基纤维素吸附量都要大。 图2 HEC和不同等级JR聚合物的吸附性 聚合物的浓度增加时，其吸附量也会发生变化。例如，对于JR-125，当溶液浓度由质量分数为0.01%增至0.1%时，JR-125的吸附量会显著增加（见图3）。

(三)纤维素(5个产品,6个专利)

三、纤维素（5个产品，6个专利） （一）粘胶纤维 （1）（王乐军）采用甜高粱杆制备粘胶纤维的方法（200710014608.X） 【专利要点】本发明公开了一种采用甜高粱杆制备粘胶纤维的方法，为采用甜高粱杆为原料制成甜高粱杆纤维素浆粕，再利用甜高粱杆纤维素浆粕生产粘胶纤维，包括备料、蒸煮、放料、洗选、除砂、浓缩、氯碱化、次氯酸钠漂白、洗涤、浓缩、抄造、浸渍和压榨、老成、黄化、研磨、溶解、混合、过滤、脱泡、过滤、纺丝、牵伸、后处理工序等步骤生产粘胶纤维。本发明的方法有效的去除了甜高粱杆内的杂质，从而制得一种纤维素含量高、白度好，而戊糖、灰份等杂质含量较低的优质甜高粱杆粘胶纤维。【技术领域】本发明涉及紡织技术领域，尤其是涉及一种采用甜高梁杆制备粘胶纤维的方法。 【背景技术】随着人们生活水平面的日益发展，人们对紡织纤维的需求量越来越大，而其中粘胶纤维就占有相当大的比例。当前人们用来生产粘胶纤维的原料主要是采用阔叶木、针叶木或是棉短绒，但是由于随着近年来粘胶纤维工业和造纸工业的迅速发展，对阔叶木、针叶木等木材和棉短绒需求量大大增加，导致了粘胶纤维用主要原料空前紧张。而甜高粱是当前的一种重要的经济农作物，种植面积较大，其不仅含有大量的糖份，出糖率较高，多为人们用来生产糖类，而且甜高梁杆还含有大量的纤维素，其含量可达14?18%，是制作生产粘胶纤维浆粕的好原料，甜髙梁杆的产量每公顷可达7.5?15 吨。甜高梁内纤维的结构具有较高的密度，可产生同质片状物，从而非常适应于制作生产粘胶纤维浆粕的原料。但是目前却没有采用甜高粱杆为原料来制作用于生产粘胶纤维的纤维素桨粕和粘胶纤维的成熟方法和工艺，因此研发采用甜髙粱杆为原料来制作用于生产粘胶纤维的纤维素浆粕和粘胶纤维的成熟方法和工艺，将甜高粱杆开发成为一种新的粘胶纤维原料成为人们急需解决的问题。 【发明内容】本发明所要解决的技术问题是提供了一种釆用甜高粱杆制备粘胶纤维的方法，通过本发明中的方法能

DEAE-纤维素DE-52使用说明(详细参考)

DEAE-纤维素DE-52使用说明 DEAE-纤维素(52) 使用说明书 一简介 DEAE-纤维素，它采用平均粒径为50μm的颗粒型亲水高分子聚合物，表面又用大分子糖链接枝，使它有更高的比表面积和更好的生物兼容性，它在高流水下保持更高载量，同时又具有更好的分辨率。由于比表面积大，平衡和洗脱的时间也更短。它经过接枝即使是纯化病毒，质粒等超大分子的物质，载量基本保持不变。 本产品物理和化学稳定性好，使用寿命长，操作方便。 二、填料特征： 特点载量大，分辨率好，流速高，使用方便。 基质高度交联纤维素 配基二乙基氨基乙基 配基密度40μmol /ml 吸附载量180mg HSA/ml 填料的颗粒大小50μm 最大流速300cm/h pH范围3-10，在位清洗时pH范围可到2-11 化学稳定性各种缓冲液及盐，0.5M NaOH及醋酸，8M脲，6M盐酸胍， 乙醇，异丙醇等 物理稳定性0.1M中性缓冲液中，120℃30min 保存温度+4~30℃ 保存干粉,1g=3-4ml 三、应用的注意事项： 1) 色谱柱装填

1、所需要用到的材料的温度要与色谱操作的温度一样，液体最好做脱气处理。填料可直接称量需要的量用缓冲液溶涨一小时装柱即可. 2、在柱子下端加入20%乙醇，以除去柱子中的空气，关闭柱子出口，在柱内保留少量的20%乙醇。20%乙醇容易产生气泡，可以在里面加1%吐温避免气泡产生。也可以换成纯水装柱子，但是需要把填料中的20%乙醇也换成纯水，具体的方法取需要体积的填料在抽滤漏斗上进行，也可以小心倾去填料上的20%乙醇，再换成5倍体积的纯水，反复沉淀去上清，5次左右就可以用于装柱子。 3、此填料颗粒比较细，所以一定要注意柱子要选择合适的筛网，不能漏，也可以取点填料加到筛网上试试，如果没有问题再将填料连续倒入柱子时，要用玻璃棒的紧靠柱子内壁引流，以减少气泡的产生，让填料先自然沉降到填料体积不再变化，而填料和上面的液体很好分层，上层溶液完全澄清，就可以开泵用适当的流速压柱子，填料体积不再变化后，再把转换头紧顶在填料上就可以平衡柱子使用。使用的流速要小于装柱子的流速。 4、在装柱子前，填料从冰箱中取出至少要室温放置2-3个小时，这样避免装柱子时由于温度变化而使柱子中产生气泡。 2) 蛋白的结合 样品的盐浓度和pH要尽量和平衡柱子的缓冲液一致，盐浓度过高或者pH带低也许挂不上，所以要根据自己的样品做适当调整。 3) 蛋白的洗脱 这个填料如果采用线性梯度洗脱，柱子的直径和高度比最好是大于10，数值越大越有利于分离，而且样品最好别上太多，可以按约10mg/ml上样，如果采用阶段洗脱的方法，装短粗柱子就可以，上样量也没有限制。阶段洗脱容易放大，重复性好，如果洗脱条件好完全可以得到和线性梯度一样或者更好。采用什么方法完全根据自己需要。 四、再生清洗 1、每次用完最好用0.5MNaOH含2M NaCl洗5个床体积，再用水洗5个柱床体积，然后用20%乙醇保存，使用3-5次后在水洗之后再用70%的乙醇或30%异丙醇都含1%吐温洗5个柱床体积，最后20%的乙醇流洗5个柱床体积。 2、有机溶剂和水混合很容易产生气泡，为了避免这样情况，可以把配好的有机溶剂在室温放置过夜，再使用，这样可以避免气泡进柱子而导致柱子不能正常使用。

木质纤维素预处理技术

木质纤维素预处理技术 单独某一种预处理方法并非对任何原料都有较好的效果。目前的木质纤维素预处理方法有很多种，可分为物理法、化学法、物理化学法、分步组合法和生物法几大类。 1物理方法 物理方法预处理主要是增大比表面积、孔径，降低纤维素的结晶度和聚合度。常用的物理方法包括机械粉碎、机械挤出、高能辐射等[1]。 1.1机械粉碎 机械粉碎即将物料切碎、碾磨处理成10～30mm或0.2～2mm的颗粒，比表面积增高，结晶度、聚合度降低，可及度增加，有利于提高基质浓度和酶解效率，但不能去除木质素及半纤维素。 粉碎分为干粉碎、湿粉碎，包括球磨、盘磨、辊磨、锤磨、胶体磨、机械挤出等，胶体磨适用湿物料，而球磨对干、湿物料都适合。 由于粒径与能耗相关，经济性不高，效果单一，故粉碎常与其他方法相互补充[2]。研究表明，甘蔗渣、麦秆经球磨与盘磨粉碎后酶解率及乙醇得率均显著提高；经宽角X射线衍射分析，球磨主要通过降低结晶度改善酶解，而盘磨则主要依靠去纤维化。机械挤出是一种应用前景良好的预处理新技术，处理效果受到设备尺寸及参数的影响。物料通过挤出器时在热、混合和剪切作用下引起物理、化学性质的改变，依靠螺旋挤出转速及温度打破木质纤维结构，引发去纤维化、纤维化效应，缩短纤维长度，改善了酶对底物的可及性[1]。 1.2高能辐射 高能辐射是用高能射线如电子射线、γ射线对原料进行预处理，可使纤维素聚合度下降，降解为小纤维片段、寡葡聚糖甚至纤维二糖，使结构松散，打破纤维素晶体结构，增加反应活性。 采用γ射线辐照处理秸秆，可使纤维素酶解转化率提高至88.7%。KIM等[3]证明电子束照射确实能增加纤维素的酶解率：稻秆用80kGy、0.12mA、1MeV的电子束照射后酶解葡萄糖得率达52.1%，比直接酶解的22.6%增加近30%。 2化学方法 2.1酸预处理 酸法是研究得最早、最深入的化学预处理方法，分为低温浓酸法和高温稀酸法。低温浓酸(如72%H2SO4、41%HCl、100%TFA)处理效果通常优于高温稀酸，能溶解大部分纤维素和半纤维素，但是其毒性、腐蚀性及危害大，需要特殊的防腐反应器，酸回收难度较大，后期中和需消耗大量的碱，因此应用受到限制[2]。稀酸法是目前较常用而成熟的方法之一，生物质在较高温度(如140～190℃)和低浓度酸(如0.1%～1%硫酸)作用下，可实现较高的反应速率，半纤维素组分几乎100%除去，纤维素的平均聚合度下降，反应能力增大，酶水解率显著提高，但去除木质素不很有效。稀酸法因其效果好、污染少成为研究的热点并获得了较大进展，如美国国家可再生能源实验室(NREL)开发了比较成熟的稀硫酸预处理—酶解发酵工艺并建成了中试装置。稀酸法最大的缺点是产生副产物如甲酸、乙酸、糠醛、羟甲基糠醛、糖醛酸、己糖酸等，即影响酶解又抑制微生物生长和发酵。稀酸法可在较高温度(180℃)处理较短时间(5min)也可在较低温度(120℃)处理较长时间(30～90min)，温度和酸浓度越剧烈预处理效果越好，但抑制产物会增加。 CHEN等[4]提出“半纤维素/纤维素分离-分步发酵”(XCFSF)工艺路线，玉米芯经稀硫酸预处理后木糖得率为78.4%，纤维素回收率为96.81%，水解木糖和纤维素残渣酶解后的糖液发酵乙醇，酶解残渣同步糖化发酵(SSF)，最终将70.4%的半纤维素和89.77%的纤维素转化为乙醇。酸可以用硫酸、硝酸、盐酸、磷酸、碳酸等无机酸，也可用乙酸、丙酸、草酸等有机酸。将蔗渣在高于160℃条件下经稀磷酸预处理，可有效水解半纤维素为单糖，且副反应少[5]。用80%乙酸、0.92%硝酸在120℃处理麦秆20min，81%的半纤维素和92%的木质素被水解或

木质纤维素处理转化为乙醇的研究进展

木质纤维素处理转化为乙醇的研究进展 潘春雷081143020 生科制药班摘要：木质纤维素是廉价易得，来源广泛的生物质，将其转化为生物无污染的，可再生的乙醇燃料具有很好发展前景。本文介绍了对木质纤维素的物理处理，物理化学处理，化学水解处理，生物处理的方法。 关键词：木质纤维素，乙醇，处理方法。 研究背景：目前世界温室效应及能源危机日益上升，人们在不断地寻找一种可再生的污染小的能源。各国将焦点放在乙醇的生产上。乙醇可以从粮食以及木质纤维素的发酵中得到，但由于全球仍然面临粮食危机，所以研究的焦点转到了对纤维素的处理上。纤维素原料是地球上产出量很大的可再生资源,其来源包括树木的枝叶、农作物的秸秆等, 据估计木质纤维素原料占世界生物质量(100 亿～500 亿t)的50 %【1】在整个生态系统的能量循环中有重要地位。在近几年的生态环境调查中表明农作物秸秆大多被焚烧，以获得钾肥，但此做法不仅污染了环境，而且浪费了资源，开发以木质纤维素为原料制备乙醇的工艺是未来工业燃料生产的发展方向。 1、木质纤维素生物质的主要成分 木质纤维素物质的主要组成是纤维素、半纤维素和木质素，纤维素和半纤维素可通过处理得到糖类。纤维素是由葡萄糖分子通过高度脱水缩合连接而成的高分子聚合物，纤维素的水解产物是葡萄糖单体。半维素也是生物高聚物，是由各种不同糖基组成的，主要是六碳糖和五碳糖，在特定条件下可以水解成单糖。木质素是由苯丙烷结构单体组成的天然高分子化合物，在细胞壁中起支撑和把纤维素和半纤维素结合起来的作用，但是木质素不能水解为单糖。 2、木质纤维素的预处理技术 （1） 物理处理方法 常见处理方法是机械破碎法、液相热水处理法等。其优点在于处理方便，装置简单，且处理过程中产生的污染小，但物理法处理要很高的能量, 如电能和热能，所以会增加生产成本。 机械破碎法：通常木质纤维素经碾碎处理后的原料大小通常为10～30 mm, 而经粉碎、研磨之后的原料颗粒大小一般为0.2～2 mm。粉碎处理的方法中, 以研磨中的球磨尤其是振荡球磨的效率高【2】。但是粉碎法耗能大, 粉碎处理耗能占整个过程总耗能的一半以上。而且该方法也不能适合所有的物质处理【3】所以此种物理处理方法不是很常用。 液相热水处理法：水在强的外界压力下能够渗透到木质纤维素的细胞结构中，从而达到水解纤维素和消除半纤维素的目的。原因是水使得离子化合物电离并溶解半纤维素。相对于化学预处理法, 液态热水法具有以下优点:①不使用酸碱类化学物质, 所以不需使用化学药品进行各种复杂 耗时的准备阶段的处理, 对于反应设备无特别严格的抗碱耐酸要求，从而降低了成本，获得更高的经济利益。②在进行液相热水处理法之前, 无需对物料进行降低颗粒大小的粉碎处理,相对于机械破碎法，反应能耗较少③水解产物中中性残余物数量极少, 几乎不产生对发酵有抑制作用的副产品, 对纤维素和半纤维素的下一步化学或生物水解处理不会产生不良的影响【4】。 （2）物理化学法 物理化学法预处理主要包括蒸汽爆裂、氨纤维爆裂、CO2 爆裂等。蒸汽爆裂法是使高温蒸汽与生物质混合,经计算预定好的时间后迅速打开阀门降压,水蒸气提供了一个强有力的热量载体,可使原料快速升温而不至于使生成的糖受到太强的稀释作用。在减压时，喷射出的蒸汽和液化物质由于压力降低而迅速放热，温度降低。该预处理方法可以使高压蒸汽可渗入纤维内部,最终以气体的形态从封闭的细胞膜和细胞壁中爆发出来,使纤维发生一定的物理断裂，于此同时,高温高压加剧了纤维素内部氢键的破坏和顺序构型的变化,得到了可以构成糖的官能团,促进半纤维素和

纤维素的分类介绍

主要分为甲基纤维素（MC)，羟丙基甲基纤维素(HPMC），羟乙基纤维素（HEC），羧甲基纤维素（CMC） 附：HPMC与MC、HEC、CMC的应用区别 HPMC和MC是两种不同的产品。 1、甲基纤维素（MC）分子式 将精制棉经碱处理后，以氯化甲烷作为醚化剂，经过一系列反应而制成纤维素醚。一般取代度为 1.6~2.0，取代度不同溶解性也有不同。属于非离子型纤维素醚。 （1）甲基纤维素可溶于冷水，热水溶解会遇到困难，其水溶液在pH=3~12范围内非常稳定。与淀粉、胍尔胶等以及许多表面活性剂相容性较好。当温度达到凝胶化温度时，会出现凝胶现象。 （2）甲基纤维素的保水性取决于其添加量、粘度、颗粒细度及溶解速度。一般添加量大，细度小，粘度大，则保水率高。其中添加量对保水率影响最大，粘度的高 低与保水率的高低不成正比关系。溶解速度主要取决于纤维素颗粒表面改性程度和颗粒细度。在以上几种纤维素醚中，甲基纤维素和羟丙基甲基纤维素保水率较高。 （3）温度的变化会严重影响甲基纤维素的保水率。一般温度越高，保水性越差。如果砂浆温度超过40℃，甲基纤维素的保水性会明显变差，严重影响砂浆的施工性。 （4）甲基纤维素对砂浆的施工性和粘着性有明显影响。这里的“粘着性”是指工人涂抹工具与墙体基材之间感到的粘着力，即砂浆的剪切阻力。粘着性大，砂浆的剪切阻力大，工人在使用过程中所需要的力量也大，砂浆的施工性就差。在纤维素醚产品中甲基纤维素粘着力处于中等水平。 2、羟丙基甲基纤维素（HPMC）分子式为 羟丙基甲基纤维素是近年来产量、用量都在迅速增加的纤维素品种。是由精制棉经碱化处理后，用环氧丙烷和氯甲烷作为醚化剂，通过一系列反应而制成的非离子型纤维素混合醚。取代度一般为 1.2~2.0。其性质受甲氧基含量和羟丙基含量的比例不同，而有差别。 （1）羟丙基甲基纤维素易溶于冷水，热水溶解会遇到困难。但它在热水中的凝胶化温度要明显高于甲基纤维素。在冷水中的溶解情况，较甲基纤维素也有大的改善。 （2）羟丙基甲基纤维素的粘度与其分子量的大小有关，分子量大则粘度高。温度同样会影响其粘度，温度升高，粘度下降。但其粘度高温度的影响比甲基纤维素低。其溶液在室温下储存是稳定的。 （3）羟丙基甲基纤维素的保水性取决于其添加量、粘度等，其相同添量下的保水率高于甲基纤维素。 （4）羟丙基甲基纤维素对酸、碱具有稳定性，其水溶液在pH=2~12范围内非常稳定。苛性钠和石灰水，对其性能也没有太大影响，但碱能加快其溶解速度，并对粘度销有提高。羟丙基甲基纤维素对一般盐类具有稳定性，但盐溶液浓度高时，羟丙基甲基纤维素溶液粘度有增高的倾向。

纤维素资源

纤维素资源 纤维素是世界上最丰富的可再生自然资源。我国每年仅 作物秸秆的纤维产量就达2亿t以上,有效地开发和利用纤维 素作为饲料来源,是解决我国饲料资源紧张、人畜争粮这一突 出矛盾的关键,也是促进我国畜牧业可持续发展的有效途径。 资源和环境问题是人类在21世纪面临的最主 要的挑战。生物资源是可再生性资源，地球上每年 光合作用的产物高达1.5×10 11~2.0×10 11 t，是人类社会赖以生存的基本物质来源。其中90％以上为木 质纤维素类物质，[1] 其中的纤维素是地球上最丰富 的多糖物质，[2] 这类物质是植物细胞壁的主要成分， 也是地球上最丰富、最廉价的可再生资源。我国 的纤维素资源极为丰富，每年农作物秸秆的产量 达5.7×10 8t，约相当于我国北方草原年打草量的50 倍。目前这部分资源尚未得到充分的开发利用，主 要用于燃料，畜牧饲料与积肥，不仅利用率低，还 对环境造成一定的污染。 [3]随着世界人口迅速增长、 粮食、矿产资源日渐枯竭，开发高效转化木质纤维 素类可再生资源的微生物技术，利用工农业废弃物 等发酵生产人类急需的燃料、饲料及化工产品，即 化工原料的“绿色化”，具有极其重大的现实意义和 光明的发展前景。 2010年7月15日 生物质再生纤维素纤维资源丰富 2010年7月15日纺织服装周刊 再生纤维素纤维资源是指在自然界中可以不断再生、永续利用、可用于生产纤维的植物资源。它对环境无害或危害极小，而且资源分布广泛，获取容易，适宜持久地开发利用。 再生纤维素纤维资源种类繁多，主要有甘蔗渣棉短绒、木材、竹子、麻秆、秸秆、棉秆、芦苇、稻草等等。据统计，目前世界上每年木材的循环量达到1.5 亿吨，可

新型功能材料阳离子纤维素的研究进展_施文健

新型功能材料阳离子纤维素的研究进展＊ 施文健,张元璋,秦　琴,陈　轩 (上海理工大学环境与建筑学院,上海200093) 摘要 总结了制备阳离子纤维素的主要方法,介绍了纤维素阳离子化改性所用的单体类型,评价了制备阳离子纤维素方法的特点。综述了国内外阳离子纤维素应用于日化用品、纺织印染、生物医学和环境保护等领域的研究进展,并讨论了该功能材料的发展趋势,指出阳离子纤维素将会在医疗和环保领域得到广泛的应用。 关键词 阳离子纤维素　制备　应用 Research Progress in Novel Functional Materials ———Cationic Cellulose SHI Wenjian ,ZHANG Yuanzhang ,QIN Qin ,CHEN Xuan (Scho ol of Env ir onme nt and A rchitectur e ,U nive rsity o f Sha ng hai for Scie nce and T echno lo gy ,Shang hai 200093)Abstract T he methods of preparation o f cationic cellulo se are summa rized in this pape r .T he main ty pe s of mo no mer and their g rafting way s used in the cationization o f cellulo se a re int roduced .T he cha racteristics of the me -tho ds ofprepar ation of cationic cellulose a re ev aluated .T he research pr og ress made in the applicatio n of catio nic cellu -lose in pe rsonal ca re commo dity ,tex tile dyeing ,biomedicine and enviro nmental pro tection is rev iewed and the develop -ment tendencies o f this functio nal materia l are discussed .Catio nic cellulo se will be widely used in the field of biomedi -cine and env ir onmental pro tectio n in the future . Key words cationic cellulo se ,prepa ratio n ,application 　＊上海市世博重大科技专项资助项目(06dz05809) 　施文健:男,1957年生,教授,主要从事环境化学和环境功能材料的开发和研究　E -mail :Shiwjusst @msn .com 纤维素是地球上最丰富的可再生资源,具有廉价、可降解和对生态环境不产生污染等优点,在解决人类所面临的能源、资源和环境问题方面都有着重要的意义[1]。然而纤维素不能在水和一般有机溶剂中溶解,也缺乏热可塑性,这对其成形加工极为不利,因此常对其进行化学改性[2]。 阳离子纤维素是一种重要的高分子功能材料,主要通过纤维素羟基上的衍生化反应引入阳离子基团来制备。阳离子纤维素的最初发明是用作二合一香波的调理添加剂,进一步的研究发现其在其它日化用品中也有着特殊的功能。随着科技的不断发展,阳离子纤维素已分别在纺织印染、生物医学等领域取得了一定成果,而其作为一种新型环境友好吸附材料应用于环保领域的研究也已展开。本文将总结采用化学改性制备阳离子纤维素的方法并介绍近年来其在相关领域应用取得的进展。 1　阳离子纤维素的制备 有关纤维素阳离子化改性的报道国内外有很多,其改性 所用阳离子化试剂的单体性能十分重要。按单体结构的不同可将阳离子纤维素的制备方法归结为3类:(1)反应型阳离子单体的醚化接枝;(2)不饱和阳离子单体的自由基接枝共聚;(3)中间单体的阳离子功能化。 1.1　反应型阳离子单体的醚化接枝 醚化接枝是制备阳离子纤维素最常用的方法。在一定条件下,纤维素分子链中的羟基能与一些特定的官能团(氯代基或环氧基)发生典型的有机化学反应[3] : 反应型阳离子单体通常是含有氯代基或环氧基的阳离 子单体,与纤维素高分子链上的基团进行醚化反应后,就能在纤维素分子链上接枝带正电荷的基团。最为常用的反应型阳离子单体是3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵(CH PAC ),它是一种廉价、反应性好且毒性低的试剂,由环氧氯丙烷与盐酸三甲胺溶液反应制得[4]。CH PAC 通过碱化处理环氧化后[5],再与纤维素分子发生碱催化烷氧基化反应即可将季铵基阳离子基团接枝到纤维素分子链上,反应如下: 王少敏等[6]以硝化纤维素、Schw arzinger 等[7] 以棉纤维、 Zhou 等[8]以羟乙基纤维素为原料与CH PAC 反应,制得了不同功能的季铵型阳离子纤维素。其他的反应型阳离子单体

纤维素废水处理方案设计

1 废水情况介绍 1.1废水来源 纤维素醚生产过程中加入过量碱液进行醚化，又加入酸液进行中和，酸碱中和产生大量的钠盐类溶液，末端压滤固液分离段将含盐溶液排除，此外由于反应阶段投加一定量的可溶性有机溶剂，会随着压滤液排出，还有一部分纤维素由于压滤滤布的捕集效率不稳定而流失排出。 综上可知，纤维素醚废水污染源主要有盐类、可溶有机溶剂、微细纤维素等物质。 1.2 废水水质 生产初期的废水未经处理，由于蒸发和与其他单位排出的废水稀释后，污染浓度降低。经取样化验分析，水质情况如表1-1所示。 我们知道，氯离子在稀释过程中不会发生降解，院外的废水稀释倍数为34倍，而COD与BOD相应的稀释倍数为71倍和30倍，这就说明COD在盐度稀释之后有一定的生物降解，并且部分转化为BOD。 1.3 废水水量 经与厂家现场沟通，目前日产废水量为15m3,废水间歇排放。 2 工艺选定 2.1 物化试验过程 针对该废水的水质情况，结合高盐难降解的特性，初步选取“混

凝加沙沉淀+生化”的工艺路线。 混凝剂选择聚铁、聚铝、硅藻土和70目石英砂，定性试验发现聚铁混凝沉淀的出水效果感观较为透明，定量试验确定在320mg/L的投药量会出现泥水分离界面，下一步进行“硅藻土+聚铁”混凝试验，出水的COD测试结果见表2-1。 表2-1 纤维素废水物理试验水质情况 2.2 生化试验过程 采用云岗污水处理厂生化污泥，将纤维素废水进行生化试验，出水的COD测试结果见表2-2。 2.3 工艺确定 经上述试验可知，采用“加沙混凝沉淀+厌氧+好氧”可将纤维素废水处理达到出水COD mg/L。 3 工艺设计 3.1

纤维素生物能源转化利用现状的分析研究

纤维素生物能源转化利用现状的分析研究 孟玥（中国药科大学，江苏，南京，邮编：２１１１９８） 摘要:本文综述了现阶段纤维素生物能源转化利用的现状，阐明了纤维素生物能源利用过程中存在的基本问题。对纤维素转化为乙醇燃料过程中的预处理技术、纤维素酶技术、发酵乙醇和转化过程集成等环节的研发现状、存在问题、技术难点和研究方向等做了比较详细的论述。 关键词:纤维素；纤维素酶；生物能源 Analysis of the conversion and utilization of cellulose bio-energy MENG Yue （China Pharmaceutical University,Jiang su Nanjing Zip:211198） Abstract:This paper reviewed the current situation in conversion and utilization of cellulosic biomass energy,explained the basic problems in the process of bio-synthesizing cellulose bio-energy.It also discussed in details about the current situation of research,the obstacles,the technical problems and the research direction in the process of pretreatment,cellulose enzyme technology,fermentation of ethanol and inte -gration of the fermentation reactions.Key words:cellulose;cellulose;bio-energy 国土与自然资源研究 ·78· TERRITORY &NATURAL RESOURCES STUDY 2010No.4 文章编号：1003-7853(2010）04-0078-03 中图分类号：TK6 文献标识码：B 进入21世纪以来，人类在能源、资源与环境等诸方面都面临着非常严峻的问题。纤维素是将可再生碳水化合物蓄积得最丰富的一种物质，怎样把纤维素转变成高效的能源，成为新能源研究中的一个重要方向。有关纤维素生物转化的研究已有百年历史，但至今纤维素乙醇产业仍没有形成 [1][2] 。 纤维素乙醇生产的工艺过程是首先采用有效的预处理技术打破由纤维素，半纤维素和木质纤维素等高分子相互结合形成的天然屏障，然后利用纤维素酶将预处理后的木质纤维素降解成可发酵性的单糖，再通过微生物将可发酵性单糖转化成乙醇等液体燃料[3]。 1预处理技术 预处理技术是松弛、软化纤维结构使之变成酶可以处理的状态的“事先准备”技术。其作用是改变或去除其物化结构和组成的障碍，实现原料组分分离定向转化，更有利于微生物或者酶对原料中纤维素和半纤维素进行充分的降解和低分子化。 1.1预处理方法 对木质纤维素的预处理方法主要包括物理法、化学法、物理化学法和生物法。常用的物理方法包括机械粉碎、蒸汽爆碎、微波辐射和超声波预处理等；物理化学法包括蒸汽爆破和氨纤维爆破法；化学法一般采用酸、碱、次氯酸钠、臭氧等试剂进行预处理，其中以NaOH 和稀酸预处理研究较多；生物法是用白腐菌产生的木质素分解酶类和氢键酶。 1.1.1碱处理 具有标志性意义的研究成果发表于2002年，丹麦Rise 国家实验室研究人员利用碱湿氧化法（水、碳酸钠、氧气、高温高压）处理小麦秸秆取得了良好的效果，纤维素回收率达96%，酶解转化率为葡萄糖的产率为67%。这一成果的后续研究包括预处理过程作中对催化生成乙醇的微生物抑制，以及对半纤维素的继续处理方法。 1.1.2稀酸预处理 稀酸预处理纤维原料的研究很早就已经展开，后续研究的方向之一是对预处理产物的酶解研究。已证实了利用纤维二糖 酶可以有效提高稀酸预处理的参数，并进一步发展了稀酸预处理后的酶解模型。 酶解模型的进一步研究有两条主线：一是进一步发展成软木的同步糖化发酵模型，并由此用于研究纤维素水解过程中的乙醇和纤维二糖酶的抑制作用。另一条主线是，稀酸预处理改进为 SO2蒸汽两步处理，两段式处理工艺可以使半纤维素和纤维素分 别在不同条件下得到水解，其效果比直接处理效益好。 1.1.3蒸汽爆破技术 蒸汽爆破技术将汽爆与溶剂（乙醇、离子液体、甘油等）萃取组合，实现原料化学水平组分分离，形成了秸秆中半纤维素定向转化为低聚木糖（或木糖醇）、纤维素定向酶解发酵、木质素分离纯化的秸秆高值转化路线。 将汽爆与湿法超细粉碎组合，实现原料纤维组织和非纤维组织的分离，形成了纤维组织定向酶解发酵、非纤维组织定向热化学转化乙酰丙酸等的高值转化。 1.1.4离子液体的特殊溶剂 离子液体是100℃以下的较低温度也能维持液体状态的盐。离子液体的分子结构非常复杂，一般分子量都很大，多是具有碳氢化合物侧链的有机物。2002年美国阿拉巴马大学的Robin D. Roger 教授首次报告了在100°C 左右能够溶解纤维素的离子液 体的研究。后来又有在常温下溶解纤维素的研究成果，还知道了将酶溶解在离子液体中能够使酶发挥活性的事实。还发现将纤维素和纤维素酶同时溶解，能够实现常温下纤维素的酶糖化。 溶解纤维素的离子液虽然具有在常温下溶解纤维素的优良特性，但所有的都是亲水性的，这就是难点所在，关键在于要向溶解了糖的离子液体加水。离子液体如果是疏水性的，就会像水和油那样物理分离。如果糖的水溶解度大于其离子液体溶解性，那么糖就会从离子液体向水相转移。这样一来，就能顺利地将糖从离子液体分离出来。 对疏水性离子液的开发，将是未来攻克的主要技术。这不仅可以提高纤维素糖化效率，从离子液体的重复利用的观点看也是非常重要。纤维素变成糖后，将糖从离子液体分离后，离子液体可以再次作为纤维素的溶剂使用。直接关系到降低成本的问题。 [4]