牛角瓜、木棉和棉纤维的成分、结构和性能分析

牛角瓜、木棉和棉纤维均属于天然纤维素纤维.研究了牛角瓜纤维的物理性能参数、形态结构、微结构以及主要化学成分质量分数,并与木棉和棉纤维进行比较.结果表明,牛角瓜纤维断裂强度为4.45cN/dtex,断裂伸长率为3.40%,回潮率为11.90%;采用扫描电子显微镜(SEM)对牛角瓜纤维的形态结构进行测试,发现横截面的中空度为80%～90%,纵向表面光滑,无天然扭曲;采用X-射线衍射仪(XRD)测得纤维的结晶度为42.54%,晶区取向指数为85.40%;采用热分析仪测得初始降解温度为301.1℃;采用傅里叶变换红外-拉曼光谱仪(FTIR-Raman)测得纤维有木质素和纤维素的红外特征峰;利用化学方法测得纤维中木质素质量分数为8%～9%,纤维素约为64%,半纤维素约为20%,蜡质为2%～3%,果胶约为3%,灰分为1.2%～1.8%.     

白桦木材抗腐和易腐植株主要化学成分的比较

采用5种木材腐朽菌分别对300株天然林白桦木样进行木材腐朽处理,选择质量损失率最大和最小的10株白桦组成易腐和抗腐群体,检测其木材中的木质素、纤维素等主要化学成分.结果表明:水分、纤维素、木质素含量低的白桦木材抗白囊耙齿菌腐朽;木质素含量低、苯醇抽出物含量高的白桦木材抗黄伞腐朽;木质素、总酚、总黄酮含量高的白桦木材抗木蹄层孔菌;木质素和总酚含量高的白桦木材抗桦剥管菌腐朽.未发现彩绒革盖菌降解木材成分的偏好性.白桦木材中的1%NaOH抽出物和水分与纤维素含量成显著负相关,易腐群体白桦木材中的水分和纤维素含量、苯醇抽出物和总酚含量,木质素、总酚和总黄酮含量均成显著正相关.该研究为进一步探讨木材腐朽菌腐朽木材的过程和机理,易腐、抗腐白桦木材的理化特性等提供有用的信息.     

生物质三组分热解反应及动力学的比较

采用热重分析法考察了生物质中三种主要成分纤维素、半纤维素和木质素的热解反应行为,以Coats-Redfern积分法对实验数据进行动力学解析,建立了该三组分热解反应的动力学模型。结果表明,分子结构上的不同使得该三组分的热解特性存在明显差异;在所考察的温区内纤维素的失重量约为86%,半纤维素模型化合物木聚糖的失重量为69%左右,而木质素的失重量仅为51%;热解反应深度按照纤维素、木聚糖和木质素的顺序依次降低;木质素和木聚糖的热解反应均可以用两个分段二级动力学方程来描述,但纤维素在低温区和高温区分别遵循一级和二级动力学规律。     

基于根系化学组成的抗拉力学特性分析

【目的】分析根系力学特性与化学组成的关系,揭示根系固土的机理,为边坡的生态修复预测及树种优化提供理论基础。【方法】以贵州省石漠化土层浅薄地区乡土树种火棘(Pyracantha fortuneana)和刺鼠李(Rhamnus dumetorum Schneid)为研究对象,通过对根系木质素、纤维素和半纤维素含量及根系抗拉特性的测定,结合根系横截面的表观形态分析,从更为微观的角度分析根系固土护坡机制。【结果】根系力学性质与根径间存在明显的尺寸效应,根径越大,极限抗拉力越大,极限抗拉强度和极限延伸率越小。随着根径的增加,纤维素和半纤维素含量呈增加趋势,木质素含量呈减小趋势。其中火棘木质素含量高于刺鼠李,纤维素含量低于刺鼠李。木质素含量越高,根系极限抗拉力和极限抗拉强度越大,纤维素和半纤维素含量越高,极限延伸率越小。纤维素、半纤维素和木质素在微观的化学结构上韧性和强度可能对根系宏观的力学特性有较大影响。根系在微观结构方面具有与木材一样的微观“多孔结构”,从而对根系产生一定的增韧作用。【结论】根系的木质素、纤维素和半纤维素均对根系的抗拉力学性能有一定影响,在一定程度上揭示了影响根系力学性质内在因素。     

不同落羽杉种源木材化学性质的变异

对16个落羽杉种源的14年生人工林木材化学性质进行了测定,结果表明：(1)16个落羽杉种源木材纤维素相对结晶度、综纤维素含量、木素含量、NaOH抽出物含量和pH等均存在显著差异;(2)16个落羽杉种源木材纤维素相对结晶度在74.43%~61.52%,总平均值为65.87%,总变异系数为5.27%,树干不同高度处木材纤维素相对结晶度含量存在极显著差异。16个种源木材综纤维素含量、木素含量、NaOH抽出物含量和pH等的变异范围分别为62.64%~71.53%、23.98%~29.53%、3.9%~17.9%和5.32%~5.07%,总变异系数分别为3.9%、6.7%、44.8%、1.53%,NaOH抽出物含量变异系数较高。落羽杉树干不同高度处木材综纤维素含量、木素含量、NaOH抽出物含量和pH差异未达显著水平;(3)16个落羽杉种源整体上综纤维素含量高,NaOH抽出物含量和木素含量低,经过进一步筛选后,部分种源可作为优良的纸浆林造林材料进行推广。     

紫茎泽兰和飞机草茎、叶若干成分含量的测定及红外光谱比较

采用非木质造纸原料成分分析法测定了2种恶性入侵杂草紫茎泽兰和飞机草茎干和叶片中若干组分的含量,并比较了2者茎干和叶片红外吸收光谱和热水抽提液的紫外吸收光谱.结果表明,2种植物茎干中的纤维素、综纤维素和木素等含量高于叶片中的含量,而冷热水等抽出物的含量则低于叶片.因紫茎泽兰和飞机草茎、叶含有在205 nm处有较大吸收峰的抽出物,不宜采用造纸原料测定酸溶木素的方法来测定紫茎泽兰和飞机草酸溶木素的含量.飞机草茎干中克拉森木素以及综纤维素含量高于紫茎泽兰,而茎干中硝酸乙醇纤维素含量相近.2者茎干中纤维素含量与玉米秆相当,表明具有开发利用作为造纸和生物质原料的潜力.对二者茎、叶红外光谱分析表明2者化学结构基团组成具有高度相似性.     

红松木烧碱法制浆黑液中木质素对污染负荷影响

为研究蒸煮黑液中木质素对污染负荷影响,研究了红松木片化学浆蒸煮黑液的污染特性及特征污染物,通过紫外-可见光谱法建立了快速测定液相木质素的分析方法及木质素对COD贡献的工作曲线,探究黑液中木质素对总COD污染负荷的贡献.结果表明蒸煮过程中,黑液中含有较高浓度的溶解态有机物,可生化处理性差,成分复杂,主要有机污染物为酚类和有机酸类物质,其中酚类化合物的相对含量高达84.34%;经测定黑液中木质素浓度为65.7g·L~(-1),产生COD_(cr)值高达93 640.86mg·L~(-1),占黑液总CODcr含量的51%左右,黑液中木质素对黑液废液污染有较大的贡献.     

簸箕柳材性性状株内纵向变异的趋势分析

以簸箕柳为对象,对其木材基本密度,木材纤维素、半纤维素及木质素含量在树干不同高度上的变化趋势进行了研究。结果表明:6株样本木材的基本密度为0.331 2～0.385 4 g/cm³,且在个体内都呈现随着树干高度的增加逐渐降低的趋势; 样本木材的纤维素、木质素及半纤维素含量的变化范围分别为48.69%～56.89%、12.58%～16.42%、19.83%～23.76%,纤维素含量及半纤维素含量在不同个体内由根部到梢部均逐渐降低,木质素含量则表现出两头高、中间低的趋势,并且最高值出现在梢部。方差分析表明,尽管不同个体间木材化学成分含量和基本密度都存在显著差异(达1%极显著性水平),但这些性状在不同植株内沿树干高度的变异均未达显著水平。     

A NEW METHOD FOR MAKING CELLULOSE AND LIGNIN FROM BAMBOO BY HIGH BOILING SOLVENT

INTRODUCTIONThere are abundant resources of Bamboo in China. Bamboo is ideal green material. Bamboo chips contain about 50% cellulose and 25-35% lignin [1-2]. They are biodegradable and recycled. The structure of lignin is complicated. In Bamboo, cellulose, lignin and hemicellulose invade each other and form an interpenetrating network structure. It is difficult to separate lignin from the network by usual method. At the present time, most researchers on lignin focus the attention on …     

甲酸法绿色分离缅甸黄花梨中木质素和纤维素的研究

采用甲酸法处理缅甸黄花梨生物质,分离木质素和纤维素,探究了甲酸浓度、反应温度和时间对木质素分离效果的影响,结果表明最佳工艺参数为：甲酸质量分数88%,反应温度110 ℃,反应时间2 h。在此条件下的纤维素得率为89.56%,木质素含量（质量分数）为90%。傅里叶转换红外光谱（FT-IR）和高效液相色谱（HPLC）的分析表明,经过甲酸处理得到的纤维素和木质素都发生了不同程度的甲酰化修饰改性。X射线衍射（XRD）结果显示,经甲酸法处理后,纤维素的结晶度增大。以上结果可为生物质组分分离及其功能性材料制备提供技术支撑。     

香蕉杆组分测定及其产沼气潜力的研究

【目的】测定香蕉杆中的纤维素、半纤维素和木质素组分,并对其发酵产沼气的潜力进行研究,以期为香蕉杆的资源化利用提供可靠的基础资料。【方法】分别采用改进后的硫酸-重铬酸钾氧化法、2mol/L盐酸水解法和72%浓硫酸法测定香蕉杆中纤维素、半纤维素和木质素的含量;在35℃恒温条件下进行厌氧发酵产沼气,绘制不同原料产沼气过程变化曲线图。【结果】香蕉杆纤维素、半纤维素和木质素含量分别为17.47%、11%、6.86%,其厌氧发酵产沼气最高可达到(155±3)mL/g TS。【结论】香蕉杆纤维含量较高,可作为沼气发酵原料使用,为香蕉杆的资源化利用提供有益参考。     

低纤维素酶活木聚糖酶对麦草浆的辅助漂白作用

利用低纤维素酶活木聚糖酶对麦草浆进行预处理,研究木聚糖酶在氯、碱、次氯酸盐(CEH)三段漂白中对氯气用量的减少以及对漂白过程中纸浆木质纤维组分变化的影响。结果表明:经过木聚糖酶预处理,在保证纸浆漂后白度的同时,氯气用量可以减少50%;木聚糖酶预处理对纸浆中的木素有脱除作用,且能促进木素在碱抽提过程中的溶出,但木聚糖酶对戊聚糖和纤维素也有不同程度的降解作用;酶处理浆漂后的木素和半纤维素的含量略低于未经处理的对照浆,纤维素含量则略高于对照浆。     

娄彻氏链霉菌发酵改善水稻秸秆加工性能的研究

【目的】应用正交试验,研究了娄彻氏链霉菌发酵对水稻秸秆加工性能的影响。【方法】在30℃、含水率为65%的条件下,探究了发酵时间、接种量、碳氮比3因素对水稻秸秆质量损失率,纤维素、半纤维素和木质素的降解率,以及最大压应力和黏度(加工性能)的影响,并利用SPSS 19.0软件分析了降解条件与水稻秸秆理化性能的相关性。【结果】娄彻氏链霉菌发酵条件对水稻秸秆的降解性与加工性能的影响顺序为:发酵时间碳氮比接种量;通过相关性分析可得,发酵时间与纤维素、半纤维素和木质素的降解率以及质量损失率极显著正相关,与秸秆的最大压应力和黏度显著负相关。发酵的最优条件为:碳氮比为25,接种量为0.8%,发酵时间为20 d。此时水稻秸秆的最大压应力为5.62 MPa,较原秸秆降低了10.74%;黏度为415.8 m Pa"s,较原秸秆提高了29.7%;平衡扭矩则降低了18.2%。微观结构(SEM)显示发酵后水稻秸秆表面粗糙、凹凸不平,内部结构发生了变化。【结论】娄彻氏链霉菌发酵改变了水稻秸秆的物理化学结构,改善了水稻秸秆的加工性能。     

土法造纸木素降解之探索──Ⅱ.嫩毛竹自然制浆过程中的化学成分变化及其分析方法

对江西三处嫩毛竹自然制浆过程中的化学成分变化进行了测定，得知在此过程中，嫩竹木素下降50％～70％；半纤维素下降20％～30％；纤维素含量相对提高25％～45％。不同的土法制浆工艺得到不同质量的纸张，其化学成分也有明显差异。同时在实验室模拟了嫩竹发酵过程，对其化学成分变化进行了监测。结果表明，经2．5％石灰液浸泡嫩竹70d（室温），木素含量下降45％左右，半纤维素变化很小；用天然水浸泡嫩竹70d（室温），半纤维素略有下降，木素则几乎没变，先用石灰水预浸3周，再改用自选的芽抱菌液浸泡嫩竹，经1周就达制浆水平，木素下降59％。还对分析方法做了些探索。     

化学和物理方法处理大麻纤维的研究

为了制备微纤化大麻纤维,除去纤维素之间的木质素（粘合剂）和使纤维沿纤维轴方向撕裂,研究了新的化学（室温碱、酸蒸汽、80℃碱）和物理（高压蒸汽）处理大麻纤维的方法 。用SEM观察了不同处理阶段大麻纤维的形态,用FT-IR表征了处理和未处理大麻纤维的结构和处理液固体残留物的结构,用TGA测定了化学和物理处理对大麻纤维热稳定性的影响。 结果表明,经化学和物理处理后可得微纤化大麻纤维,大麻纤维的纤维素含量提高,木质素 含量降低,热稳定性提高。     

麦草膳食纤维的制备与性质

利用提取麦绿素后剩余的黑麦草残渣制备膳食纤维,分别采用水、1.5%柠檬酸和95%乙醇处理麦草膳食纤维,并测定了麦草膳食纤维的组成。结果表明:制备的麦草膳食纤维的总含量为54.35%～73.98%,其中纤维素16.72%～44.59%、半纤维素4.24%～9.63%、木质素为23.81%～29.99%;其吸油能力、持水能力、膨胀力和阳离子交换能力分别为2.7～5.6g/g(油/干纤维),4.7～6.9g/g(水/干纤维),7.4～8.8cm3/g,0.47～0.69meq/g干纤维。     

梗丝掺配对卷烟主流烟气粒相物中香味成分的影响

在叶丝样品中掺配了5种不同比例的梗丝卷制成了卷烟样品,然后通过中心切割气质联用技术对卷烟样品主流烟气的粒相物中香味成分进行测定分析.分析结果表明:随着梗丝掺配比例的增加,样品卷烟的单支克重、抽吸口数、总粒相物含量和主流烟气粒相物中香味成分含量均逐渐减少.此外,粒相物中大部分香味成分的含量也都逐渐降低.而由于梗丝中木质素、纤维素、果胶等大分子含量高以及燃烧性好,使得叶丝中梗丝量掺配增加后,烟气中2-甲基吡嗪等美拉德反应产物、香兰素等木质素热解产物以及2,3-二甲基-2-环戊烯-1-酮等大分子热解产物含量也随之增加.这些研究结果表明梗丝掺配虽然可以有效实现降焦,但仍需要通过加香方式来弥补梗丝加入后香气不足的问题.     

纤维素/木质素共热解过程中的气相反应

气相反应在生物质热解过程中是不可避免的,决定着生物质热解产物的形成与分布.通过纤维素和木质素共热解实验和理论计算研究了生物质热解过程中纤维素和木质素间的相互作用,为进一步深入理解生物质热解行为提供实验基础.结果表明：纤维素和木质素进行共热解时,各类产物分布与纤维素和木质素质量比具有密切关系,但并不能通过加权计算进行产物分布的预测.纤维素与木质素以任意质量比共热解时均抑制了CO的形成,而促进了CO₂和H₂O的形成;促进了C₁—C₅烃的形成,而抑制了大部分含氧化合物的形成;质量比为5∶5时促进了苯酚和烃基苯酚的形成;当纤维素比较低时,对芳烃的形成具有明显的促进作用,而纤维素与木质素质量比为7∶3时对芳烃的形成具有抑制作用.     

不同紫花苜蓿栽培品种生物能源性状评价

选取了54个苜蓿品种,采用温室盆栽方法进行两次刈割,对产草量、细胞壁成分(纤维素、半纤维素和木质素)质量分数、株高、分枝数和叶茎比等生物学性状进行了方差分析和聚类分析.结果表明:苜蓿品种间产草量和细胞壁各成分质量分数存在显著差异(P＜0.01),且品种内变异大于品种间变异;产草量和细胞壁成分变异系数由大到小的顺序为:产草量(42.42％)＞木质素质量分数(17.22％)＞纤维素质量分数(12.74％)＞半纤维素质量分数(10.04％);刈割处理显著降低了半纤维素质量分数(P ＜0.01),但产草量、纤维素和木质素没有显著变化;根据产量、株高、细胞壁成分等性状将供试苜蓿品种分为五个大类,其中第Ⅱ类群和第V类群生产性能最高,且第Ⅴ类群表现出良好的再生性能;综合评价提出甘农3号、黄羊镇、和阗、WL903、三得利、大郁山、平凉和意大利作为进一步开展生物质能源性状选育的优良种质材料.     

高沸醇溶剂法制备芒杆纤维素和木质素

为制备纤维素与木质素,以芒杆为原料,在75％～80％的1,4-丁二醇水溶液中添加少量助剂,并在190℃～ 210℃条件下反应150 min制备得到纤维素和高沸醇木质素．高沸醇溶剂法制得的纤维素可用于造纸及加工成其他 纤维素产品,高沸醇木质素较好地保持了木质素的化学活性,灰分含量低于木质素磺酸盐,通过进一步改性具有广 阔的应用前景．1,4-丁二醇可以回收循环使用．