●前言
章 緒論 1
1.1 水熱處理技術及木質纖維組分分離 1
1.1.1 水熱處理工藝 1
1.1.2 水熱處理過程中化學組分的變化 2
1.1.3 水熱處理液中化學組分的分離純化 4
1.2 甲酸分離技術及木質纖維組分的變化 6
1.2.1 甲酸分離工藝 6
1.2.2 甲酸分離過程中化學組分的變化 7
1.3 木素和纖維素功能材料的制備及應用 8
1.3.1 甲酸木素/甲酸纖維素復合膜的制備 8
1.3.2 改性甲酸木素納米復合顆粒的設計及應用 9
1.3.3 纖維素的溶解及纖維素再生薄膜 9
1.3.4 納米纖維素的制備與應用 10
1.3.5 納米微晶纖維素的蒸發自組裝性能 11
參考文獻 12
第2章 木質纖維原料的水熱處理技術 17
2.1 水熱處理工藝對半纖維素溶出和轉化的影響 18
2.1.1 溫度和時間 18
2.1.2 P因子及其對木片水熱處理的影響 21
2.1.3 水熱處理pH對木片組分溶出的影響 24
2.1.4 液比對水熱處理的影響 26
2.2 木片尺寸對水熱處理過程中半纖維素溶出的影響 26
2.2.1 木片尺寸對處理液性能的影響 26
2.2.2 木片尺寸對處理液中糖組分的影響 27
2.2.3 木片尺寸對處理液中半纖維素分子量的影響 28
2.3 水熱處理對木片堿法蒸煮的影響 30
2.4 水熱處理液循環利用對處理液性能的影響 33
2.4.1 水熱處理液循環利用對處理液中乙酸和糖濃度的影響 33
2.4.2 水熱處理液循環利用對處理液中高分子量半纖維素的影響 35
2.4.3 水熱處理液循環利用對木素濃度及其在木片表面沉積的影響 36
參考文獻 37
第3章 水熱處理過程中木質纖維原料化學組分的變化規律 43
3.1 水熱處理過程中碳水化合物的降解與結構變化 43
3.1.1 半纖維素的降解與結構變化 43
3.1.2 纖維素的結構變化 46
3.2 水熱處理過程中木素的遷移與結構變化 47
3.2.1 水熱處理後木片中木素的結構變化 48
3.2.2 處理液中木素的結構特征 56
3.3 假木素的形成以及木素類物質的沉積 61
3.3.1 水熱處理後木片外觀變化情況 61
3.3.2 木片表面沉積物的化學組成 62
3.3.3 木片表面沉積物的形成規律 64
參考文獻 67
第4章 水熱處理液中半纖維素糖和木素碎片的分離純化 71
4.1 水熱處理液中化學組分的產生及其結構特征 71
4.1.1 水熱處理液中的化學組成 72
4.1.2 碳水化合物的反應及其產物 73
4.1.3 木素的反應及其產物 75
4.2 水熱處理液的膠體化學性質 79
4.2.1 水熱處理液的多分散特性 80
4.2.2 水熱處理液中顆粒木素的穩定機制及去除方法 81
4.2.3 水熱處理液中的膠體木素與陽離子聚電解質的相互作用及其去除 83
4.2.4 多孔材料吸附水熱處理液中的碎片木素 85
4.3 水熱處理液中糖組分的分離純化 87
4.3.1 石灰處理對水熱處理液的澄清和淨化 88
4.3.2 物理吸附法對水熱處理液中糖和木素分離的選擇性 92
4.3.3 水熱處理液的生物酶處理對半纖維素糖分離純化的影響 96
4.3.4 多步工藝分離純化水熱處理液中的半纖維素糖 98
參考文獻 102
第5章 木質纖維原料的甲酸分離技術 107
5.1 甲酸及甲酸制漿 107
5.1.1 甲酸及其性能 107
5.1.2 甲酸對木質纖維組分的分離 108
5.1.3 甲酸制漿的主要類型 111
5.2 甲酸制漿工藝 113
5.2.1 甲酸濃度 114
5.2.2 蒸煮最高溫度和保溫時間 114
5.2.3 蒸煮液比和預浸漬對蒸煮效果的影響 115
5.2.4 竹片擠壓對甲酸蒸煮效果的影響 115
5.3 甲酸制漿的催化和強化 116
5.4 甲酸漿的漂白 118
5.4.1 氧脫木素 118
5.4.2 二氧化氯漂白 118
5.4.3 不同植物纖維原料的甲酸制漿比較 119
5.4.4 竹子漂白漿中α-纖維素含量 121
5.5 甲酸制漿廢液中的副產物 122
5.6 甲酸制漿的工業生產設計思路 123
5.6.1 甲酸制漿流程 123
5.6.2 甲酸制漿廢液的回收利用 124
5.6.3 甲酸制漿的優勢 124
5.6.4 甲酸制漿的劣勢 125
參考文獻 125
第6章 甲酸分離過程中化學組分的變化 128
6.1 甲酸分離過程中的脫木素化學 129
6.1.1 甲酸蒸煮過程中木素的化學反應 129
6.1.2 水熱處理對後續甲酸分離過程中脫木素化學反應的影響 132
6.1.3 甲酸黑液中溶解木素的結構與性質 134
6.2 甲酸分離過程中碳水化合物的降解化學 144
6.2.1 甲酸分離過程中碳水化合物的化學反應 144
6.2.2 甲酸漿的性能及廢液中溶解半纖維素的組成 145
6.3 甲酸分離過程中主要組分的化學反應歷程 147
參考文獻 147
第7章 甲酸分離木素的功能化材料制備 153
7.1 甲酸木素制備木素納米顆粒 153
7.2 甲酸木素/纖維素復合膜的制備及其性能 154
7.3 改性甲酸木素納米復合顆粒的設計及其應用 157
參考文獻 167
第8章 纖維素的溶解與納米纖維素材料 170
8.1 纖維素的基本結構與性質 170
8.1.1 纖維素的結構 170
8.1.2 纖維素的性質 171
8.2 纖維素的溶解 172
8.2.1 纖維素的溶解 172
8.2.2 NaOH/尿素/水溶解體繫中纖維素的再生薄膜 176
8.2.3 利用NaOH/尿素/水溶解體繫制備纖維素有序高強薄膜 180
8.3 納米纖維素制備技術 186
8.3.1 納米微晶纖維素的制備 187
8.3.2 納米纖維素纖絲的制備 191
8.4 納晶纖維素的蒸發自組裝性能 196
8.4.1 納晶纖維素蒸發自組裝形成的液晶相 196
8.4.2 CNC手性向列相結構的光學性質 198
8.4.3 纖維素溶劑調控的CNC手性向列相結構 198
8.4.4 納晶纖維素為模板的手性向列相結構 201
8.5 納米纖維素復合材料的構建及應用 206
8.5.1 納米微晶纖維素對紙漿的助留助濾及增強作用 206
8.5.2 納米微晶纖維素基復合材料的制備及其作為吸附材料的應用 207
8.5.3 納米纖維素/納米銀復合物的制備及紙張的抗菌性能 216
參考文獻 220
內容簡介
基於課題組多年的科研成果，本書介紹了利用水熱處理和甲酸對木質纖維組分的分離、純化及其應用。首先介紹了木質纖維原料的水熱處理工藝，纖維組分在水熱處理過程中的化學變化及其分離與純化；然後介紹了甲酸分離技術，以及木質纖維組分在甲酸分離中的化學變化；很後介紹了纖維素和木素功能性材料的制備。
