半纤维素的改性及其综合利用研究共17页

半纤维素制备方法的改进及其应用
用半纤维素制备方法是有效的利用玉米的有机残渣，分解其多糖把它转化为功能高分子的一种新工艺，近年来受到了越来越多的关注。

本文主要介绍半纤维素制备方法的改进及其应用。

一、半纤维素的制备方法
1、硫酸改性: 硫酸可以改性半纤维素，改性前后的分子量和粘度改变，可以改变半纤维素分子结构，从而提高水溶性和逆热稳定性。

2、高温水解方法：高温水解可以改变半纤维素的结构，提高其水解性，改变粘度，提高其可溶性，使其更容易与水混合，利于某些生物化学应用和降解。

3、氯化改性：氯化改性可以提高半纤维素的可溶度和稳定性，使其适合合成高分子材料，从而改变其表面性质。

二、半纤维素的应用
1、用于药品缓控释：由于半纤维素具有很强的稳定性，能有效固定和保护药物，在药品中用作缓控释载体和改善药物的浸渍性，提高抗酸性和耐受性。

2、用于食品的抗氧化剂：半纤维素具有良好的稳定性和耐腐蚀性，能够有效抑制油脂氧化，进而抑制食品的发芽和加工，提高食品的运输能力。

3、用于非纺织品：半纤维素可以用于制作多种非纺织品，包括建筑材料、汽车内饰、仪器，以及水管管道的维修保养。

因此，上述方法改进了半纤维素制备方法，使其制备标准化，增加了其水溶性和可溶性，提高了物理化学保护性，在药品、食品和非纺织品方面都有着广泛的应用前景。

半纤维素材料制备、表征及材料化的应用摘要：随着石油煤炭的日渐枯竭和环境的日益恶化，全球面临着经济可持续发展的压力。

生物质是地球上最重要、最广泛的可再生资源，生物质资源俨然成为了国家和地区可持续发展的重要战略资源，以农作物秸秆（半纤维素）为代表的一类原料成为大家研究和开发的热点。

本实验通过绝干玉米芯和菜籽秆粉状物与碱溶液kOH（80g/L）进行提取，提取时间为2h，收集温度75度。

收集上清液后用乙酸-乙醇进行沉淀得到半纤维素沉淀物。

沉淀物经大量的乙醇-水清洗得到纯净半纤维素然后进行半纤维素XRD、红外、GPC表征。

通过表征现象可分析出半纤维素的基团、包含的单糖以及单糖的含量。

半纤维素材料化应用是通过传统凝胶方法在试管中与水和乙醇等溶剂在高温下进行物理作用形成温度敏感水凝胶。

关键词:半纤维素、表征、水凝胶Abstrzact：As oil coal draining and worsening environment, the world faces the dual pressure of economic sustainable development and environmental protection. Biomass resources has become the important strategic resources for the sustainable development of countries and regions, with crop stalks (hemicellulose) as the representative of the raw material become the hotspot of research and development。

Key words：hemicellulose、Characterization、Hydrogel第一章前言1.1半纤维素的背景研究近年来，由于环境污染、石化资源的枯竭问题，全世界已经面临着保护环境和经济可持续发展的双重压力。

半纤维素的提炼及改性应用
概述
半纤维素是一种天然聚合物，广泛存在于植物细胞壁中。

它的
提炼和改性可以为各种应用领域提供新的材料和方法。

本文将探讨
半纤维素的提炼过程以及改性后的应用。

提炼方法
半纤维素的提炼过程一般包括以下步骤：
1. 原料准备：选择富含半纤维素的植物作为原料，如木材、秸
秆等。

2. 预处理：将原料进行切割、研磨等处理，以增加提取效率。

3. 提取：采用化学酶解或物理处理等方法将半纤维素从原料中
提取出来。

4. 分离和纯化：通过过滤、离心等工艺将提取得到的半纤维素
进行分离和纯化，得到纯净的半纤维素产物。

改性应用
经过提炼后的半纤维素可以通过各种改性方法进行进一步处理，以满足不同的应用需求。

以下是一些半纤维素改性的应用领域：
生物医学领域
半纤维素在生物医学领域的应用广泛。

例如，通过改性后的半纤维素可以制备生物可降解的医用材料，用于修复组织和器官。

纤维素醚的制备
通过对半纤维素进行醚化反应，可以合成纤维素醚。

纤维素醚具有良好的溶解性和可加工性，可用于制备纤维素基复合材料、涂料和胶粘剂等。

食品工业
半纤维素可以作为食品工业中的添加剂，用于增加食品的纤维含量，改善食品的质地和口感。

环境保护
将半纤维素改性后应用于环境保护领域，例如制备可降解的吸附材料，用于处理水污染和废弃物处理等。

结论
半纤维素的提炼和改性应用是一个具有广泛发展前景的领域。

通过不断提升提炼技术和改性方法的研究，我们可以为各个应用领域提供更多可持续、高效、环保的材料和解决方案。

半纤维素—壳聚糖基生物功能材料研究及其应用一、本文概述随着科学技术的不断发展和环保理念的深入人心，生物功能材料作为一种绿色、可持续的新型材料，正日益受到人们的关注和重视。

半纤维素—壳聚糖基生物功能材料，作为一种具有代表性的生物功能材料，凭借其独特的生物相容性、生物可降解性和优异的物理化学性能，在众多领域展现出广阔的应用前景。

本文旨在全面探讨半纤维素—壳聚糖基生物功能材料的制备技术、性能特点以及实际应用情况。

文章首先概述了半纤维素和壳聚糖的来源、结构和性质，为后续的研究和应用提供了理论基础。

接着，详细介绍了半纤维素—壳聚糖基生物功能材料的制备方法，包括化学法、物理法和生物法等，并对各种方法的优缺点进行了比较和分析。

在此基础上，文章进一步探讨了半纤维素—壳聚糖基生物功能材料的性能特点，如机械性能、热稳定性、吸水性、生物相容性等，并通过实验数据验证了其优越性能。

文章还重点关注了半纤维素—壳聚糖基生物功能材料在生物医药、农业、环保等领域的应用情况，展示了其在实际应用中的潜力和价值。

文章对半纤维素—壳聚糖基生物功能材料的研究现状进行了总结，并展望了其未来的发展方向和应用前景。

通过本文的研究，旨在为相关领域的研究人员和从业者提供有益的参考和启示，推动半纤维素—壳聚糖基生物功能材料的深入研究和广泛应用。

二、半纤维素与壳聚糖的基本性质半纤维素（Hemicellulose）是一类复杂的复合多糖，主要存在于植物细胞壁中，与纤维素和木质素相互连接。

它是一种无定形的聚合物，主要由己糖、戊糖和一些酸性糖基组成。

由于半纤维素的结构多样性，其分子量、聚合度和糖组成因植物种类和部位而异。

半纤维素的主要特点是易于水解，并且在自然界中易被微生物分解。

壳聚糖（Chitosan）是一种天然多糖，由甲壳动物壳（如虾壳、蟹壳）中的甲壳素（Chitin）经过脱乙酰作用制得。

壳聚糖分子由β-1,4-糖苷键连接的氨基葡萄糖单元组成，具有良好的生物相容性、生物降解性和抗菌活性。

2015年第34卷第3期CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS・767・化工进展纤维素的改性及应用研究进展罗成成，王晖，陈勇（中南大学化学化工学院，湖南长沙410083）摘要：植物纤维素是天然的可再生资源，对纤维素的改性利用一直是研究的热点。

本文简要介绍了纤维素的结构与性质，综述了纤维素的改性方法，包括物理改性、化学改性和生物改性等，其中化学改性是最主要的方法，包括酯化、磺化、醚化、醚酯化、交联和接枝共聚等，通常涉及其结构中羟基的一系列反应。

通过改性，引进了一系列离子型基团，有利于增强纤维素的亲水性。

经改性后的纤维素与之前相比，结晶度和聚合度明显降低，可及度明显提高，无论物理性质还是化学性质都表现出更大的优越性。

其后回顾了纤维素衍生物在食品、造纸以及建筑行业中的一些研究应用成果，阐述了其在医药及废水处理等方面的研究进展，并展望了纤维素衍生物的发展前景。

关键词：纤维素；纤维素衍生物；化学改性中图分类号：TQ072文献标志码：A文章编号：1000–6613（2015）03–0767–07DOI：10.16085/j.issn.1000-6613.2015.03.028Progress in modification of cellulose and applicationLUO Chengcheng，WANG Hui，CHEN Yong（School of Chemistry and Chemical Engineering，Central South University，Changsha410083，Hunan，China）Abstract：Plant cellulose is a natural renewable resource，and application of the modified cellulose has been a research focus.The structure and properties of cellulose are described，and cellulose modification methods are reviewed，including physical，chemical and biological methods.The main method is chemical modification，including esterification，sulfonation，etherification，ether esterification，crosslinking and graft copolymerization，which involve the reactions of hydroxyl groups in the cellulose.Hydrophilcity of cellulose could be enhanced by introduction of ionic groups.Compared with non-modified cellulose，crystallinity and degree of polymerization of modified cellulose decrease significantly，whereas accessibility is improved remarkably，with superior physical and chemical properties.Finally，the research achievements of cellulose derivatives in food，paper and construction industries are reviewed.Research progresses in pharmaceuticals，wastewater treatment and other areas are presented.Future applications of cellulose derivatives are prospected.Key words：cellulose;cellulose derivatives;chemical modification纤维素是植物细胞壁的主要成分，在自然界中分布甚广，是取之不尽、用之不竭的天然高分子化合物。

半纤维素的提取、化学改性及表征林产化学加工工程2011102012012 汪欢欢摘要半纤维素是生物质的重要组成成分，综合利用潜力大，可以将其转化为高附加值、多元化的产品。

对近十年半纤维素的化学改性如：醚化改性、酯化改性进行了综述，主要从多相反应和均相反应两个方面进行了归纳说明，最后提出了半纤维素改性的前景。

关键词半纤维素改性表征引言随着石油资源的日益枯竭和世界森林面积的急剧减少，以农作物秸秆为代表的非木材纤维原料成为人们研究和开发利用的热点。

全世界每年生产大量的秸秆，主要为麦草、稻草、甘蔗和玉米秸秆等。

半纤维素作为一种可再生的绿色化学品可广泛应用于化学、食品、造纸等行业，具有广阔的利用前景。

但目前半纤维素的价值仍然没有被人们充分利用。

研究半纤维素的化学组成和结构对合理利用半纤维素是必不可少的，只有充分认识半纤维素的化学组成和结构，才有可能开发出更合理的利用途径，所以对半纤维素的分离及表征具有一定的研究意义。

1.半纤维素提取传统化学法制浆一般是直接处理原料，原料中的生物质尤其是半纤维素大部分进入制浆废液而被浪费掉，忽略了半纤维素作为生物质资源的潜在价值。

例如：半纤维素可以通过水解发酵生产燃料乙醇，也可以用作造纸助剂等。

因此，可以考虑在制浆工段之前采用条件比较温和的预处理方法分离出纤维原料中的一部分半纤维素，然后将此半纤维素水解发酵制得乙醇或直接提取乙酸等化学品。

尽管人们研究了多种预处理的方法，如生物法、化学法、物理法等，但是预处理的研究还有待进一步加强，因为现在的预处理方法成本缺乏优势，与化工燃料相比，优势不明显1．1 高温液态水预处理提取半纤维素热抽提半纤维素的方法主要有两种，分别是微波辐射法和水蒸汽法。

Alexandra[33等人研究了从大麦壳中抽提水溶性的半纤维素，研究表明，相对其他抽提方法而言，水蒸气抽提更具有潜力，因为水蒸气抽提工艺条件温和，使用化学品减少，从而降低了对环境的影响。

相比碱法而言，这种抽提方法的优势在于，半纤维素的破坏程度小，无论是低聚阿拉伯基木聚糖，还是多聚阿拉伯基木聚糖，其乙酰基团没有受到破坏，从而保证了半纤维素的多种用途，比如通过化学改性，增加半纤维素的疏水性，开发新材料。

半纤维素利用开发的进展情况1.半纤维素的应用研究进展1. 1 降解产物制备低分子产品1. 1. 1 己糖的利用生产乙醇, 这是亚硫酸盐纸浆厂废液综合利用的主要方向;生产山梨糖醇( 己六醇) , 甜度= 60% 蔗糖, 热量值= 碳水化合物, 代谢速度< 碳水化合物, 在肝脏中大部分转化为果糖, 不会引起糖尿病; 用在冰淇淋、巧克力、口香糖中, 可以起到防治肥胖的作用; 可以作为制造炸药、维生素C 的原料等。

1. 1. 2 戊糖的利用生产饲料酵母, 如亚硫酸盐制浆废液;生产糠醛, 可用于润滑油的精制, 还可以用于生产溶剂、呋喃树脂、尼龙等;生产木糖, 可用于糖果、水果罐头、冰淇淋的制造, 木糖被微生物( 细菌、真菌、酵母菌) 发酵生产乙醇;生产木糖醇, 木糖经氢化可还原制成, 作为甜味剂其甜度和热容量= 蔗糖, 能量值仅为11. 7~12. 1kJ/ g, 消除人体内有害酮体的产生, 具有减肥功能; 能调整糖的代谢, 是糖尿病人的营养剂和治疗剂; 减慢血浆中产生脂肪酸的速度, 但不会使血糖上升, 是肝炎病人的保肝药物; 不能被口腔细菌利用, 口感凉爽, 适用于在口香糖类糖果中应用。

1. 2 在生物和医药上的应用低聚木糖具有表面活性部位, 可吸附肠道内有毒物质及病原菌, 提高机体抗病力, 激活免疫系统, 因此可在医药中广泛应用。

聚阿拉伯糖葡萄糖醛酸木糖可免疫刺激行为; 4 O 甲基葡萄糖醛酸木糖可抑止恶性肿瘤; 羧甲基化聚木糖的木材半纤维素可刺激T 淋巴细胞和免疫细胞, 被称为中国新的抗癌药物。

1. 3 在食品工业中的应用半纤维素可作为食品黏合剂、增稠剂、稳定剂、水凝剂、食用纤维、薄膜形成剂及乳化剂等。

膳食纤维由纤维素、半纤维素和木质素组成,半纤维素占膳食纤维总量的50% 以上, 它的功能有: 预防便秘、肥胖、高血压、大肠癌等。

用碱性溶液从植物原料中抽提的半纤维素是混合聚糖, 其产品可以制成脂肪替代品, 能耐高温, 可用于肉制品中。

半纤维素材料制备、表征及材料化的应用摘要：随着石油煤炭的日渐枯竭和环境的日益恶化，全球面临着经济可持续发展的压力。

生物质是地球上最重要、最广泛的可再生资源，生物质资源俨然成为了国家和地区可持续发展的重要战略资源，以农作物秸秆（半纤维素）为代表的一类原料成为大家研究和开发的热点。

本实验通过绝干玉米芯和菜籽秆粉状物与碱溶液kOH（80g/L）进行提取，提取时间为2h，收集温度75度。

收集上清液后用乙酸-乙醇进行沉淀得到半纤维素沉淀物。

沉淀物经大量的乙醇-水清洗得到纯净半纤维素然后进行半纤维素XRD、红外、GPC表征。

通过表征现象可分析出半纤维素的基团、包含的单糖以及单糖的含量。

半纤维素材料化应用是通过传统凝胶方法在试管中与水和乙醇等溶剂在高温下进行物理作用形成温度敏感水凝胶。

关键词:半纤维素、表征、水凝胶Abstrzact：As oil coal draining and worsening environment, the world faces the dual pressure of economic sustainable development and environmental protection. Biomass resources has become the important strategic resources for the sustainable development of countries and regions, with crop stalks (hemicellulose) as the representative of the raw material become the hotspot of research and development。

Key words：hemicellulose、Characterization、Hydrogel第一章前言1.1半纤维素的背景研究近年来，由于环境污染、石化资源的枯竭问题，全世界已经面临着保护环境和经济可持续发展的双重压力。

２００５年第４期２００６年第２期本文简要介绍了半纤维素的基础知识，着重强调了近几年来半纤维素及其改性的或衍生的聚合物在各方面的应用。

关键词：半纤维素甘露聚糖木聚糖半乳聚糖木葡聚糖１半纤维素的定义植物细胞的细胞膜外具有细胞壁。

构成细胞壁的物质种类很多，特别重要的有构架物质—纤维素，主要衬质—半纤维素和果胶质等。

１８９１年，舒尔茨（ｓｃｈｕｌｚｅ）认为在植物组织中较易分离出的一类多糖是纤维素的半成品，或是纤维素的前体分子，所以把它称作半纤维素。

２半纤维素的分类半纤维素一般为非葡萄糖聚合而成的多糖，没有化学通式。

根据其化学组成中主要单糖的成分，可以分为以下几个大类。

１．甘露聚糖该类半纤维素的主链由甘露糖以β￣１，４糖苷键连接而成。

甘露聚糖是针叶树半纤维素的主要成分。

２．木聚糖是由β￣１，４糖苷键连成的木糖链状分子，大约每１０个木糖残基有７个乙酰化。

蕨类、裸子、被子植物均含有这类半纤维素。

３．半乳聚糖该类半纤维素的主要代表是阿拉伯半乳聚糖。

落叶松中存在着丰富的阿拉伯半乳聚糖。

４．木葡聚糖该类半纤维素分子包括象纤维素那样的β￣ｌ，４链的葡聚糖骨架，在糖苷键６位上接了很多木糖侧链。

从以上介绍可以看出，半纤维素的种类很多，结构十分复杂，而且随植物种类的不同而有较大差异，所以对其化学结构的研究还有大量的工作要做，但从水解产物来看，主要是木糖、阿拉伯糖、甘露糖、半乳糖和葡萄糖等。

３半纤维素的应用半纤维素大量存在于植物的茎干、种子、果壳等部分，如在针叶树中其量占细胞壁干重的１０％￣１５％，阔叶树中占了１８％￣２３％，禾草类中占了２０％￣２５％。

半纤维素可用于化学、食品、造纸、制药及涂料等工业生产中。

如在制纸工业中，半纤维素（多戊糖）的含量对纸浆的“打浆”过程和纸张的质量（白度和透明度）产生一定的作用，其含量必须在一定范围（３０％￣５０％）内才较理想。

半纤维素还可制酒精、糠醛，培养饲料酵母等。

下面分别介绍一下半纤维素在各方面的应用。