木质素来源及其性质

木质素的物理和化学性质不同制浆工艺和提取方法获得的木质素主要物理和化学性质包括以下方面：1、木质素的颜色原本木质素是一种白色或接近无色的物质．我们见到的木质素的颜色，是在分离、制备过程中造成的。

随着分离、制备方法的不同，呈现出深浅不同的颜色。

酸木质素、酮胺木质素、过碘酸盐木质素的颜色较深，在浅黄褐色到深褐色之间，出Brayns分离的并以其名字命名的云杉木质素是浅奶油色。

2、木质素的分子量分布通常的高分子化合物，相对分子质量一般是几十万、几百万，甚至上千万，木质素虽然也是高分子化合物，但分离木质紊的相对分子质量要低得多，一般是几干到几万，只有原本木质素才能达到几十万。

相对分子质量的高低与分离方法有关。

高分子的一个重要特征是分子具有多分散性，即相对分子质量大小有一定范围。

高聚物的分子量具有统计平均意义，采用不同的测试办法测得的结果不同。

常常测定重均分子量和数均分子量，以重均分子量和数均分子量的比值表示分散性。

木质素是天然高分子聚合物，其分子量也呈多分散性。

针叶木磨木木质素的重均分子量为2000，阔叶木磨木木质素的稍低；用硫酸从黑液中沉淀出的木树木质素分子量在330—63000之间，其中65％—80％的木质素分子量在500—50000之间。

草浆木质素的分子量也呈现出多分散性，其分散系数一般大于2.3、木质素的溶解性高聚物的溶解过程实质上是溶剂分子进入高聚物中，克服大分子的作用力，达到大分子和溶剂分子相互混合的过程。

同低分子物质相比较，高聚物的溶解过程一般有二个阶段—溶胀和溶解，整个溶解过程比较复杂和缓慢。

木质素是一种聚集体，结构中存在许多极性基团，尤其是较多的羟基，木质素具有很强的分子内能和分子间的氢键，因此原本木质素是不溶于任何溶剂的。

分离木质素时，因为发生了缩合成降解，许多物理性质改变了，溶解度也阻之改变。

碱木质素在酸性及中性介质下不溶于水，但是溶于具有氢键构成能力强的溶剂，如在NaoH 水溶液中(其pH值在10．5以上)、二氧六环、丙酮、甲基溶纤剂和吡啶等溶剂中；磺酸盐木质素可溶于各种PH值的水溶液中．而不溶于有机溶剂中。

木质素的基本介绍
一、木质素的基本概念
木质素是植物细胞中一类复杂的芳香聚合物，它是纤维素的粘合剂，以增强植物体的机械强度。

木质素、纤维素和半纤维素是构成植物骨架的主要成分。

二、泉林集团生产木质素的工艺及基本性质
泉林集团通过碱法和亚铵法制浆方式，将麦草秸秆进行分离，纤维素和半纤维素用来抄纸，剩余的木质素跟随液体进入下一道工序，通过沉淀过滤提纯后进入蒸发站，通过蒸发浓缩后，生产出固形物含量为42%的浓缩液，浓缩液中木质素的含量达到70%以上。

浓缩液可以直接进行喷雾干燥生产木质素，也可以通过磺化、卤化或其他反应生产其他木质素衍生产品。

碱木质素的基本技术指标：
PH：11左右，水分<5% ，木质素含量>70%，粒度>200目，水不溶物<1%, 相对密度1.3左右，外观：棕褐色粉末。

三、提供方式
泉林集团直接提供含有木质素的浓缩液，厂家可以通过罐车运输，通过各自工艺生产产品。

也可在泉林集团对浓缩液改性后进行生产。

四、木质素的用途
1、木质素制备合成树脂
可以制成木质素-酚醛树脂，木质素聚氨酯树脂，木质素螯合树脂等。

2、木质素可以做橡胶补强剂
3、木质素可以制备油田化学品
例如：钻井泥浆添加剂，稠油降粘剂，采油表面活性剂等
4、木质素可以做建材助剂，例如混凝土减水剂
5、木质素在木板业中可以做粘合剂
6、木质素在轻工业中可以做表面活性剂和染料分散剂
7、高质量的木质素可以做水煤浆添加剂
8、木质素在农业中的应用，可以生产有机肥料，可以做农药缓蚀剂等。

泉林集团利用木质素生产有机肥已获得国家专利，并已大规模生产，在农田应用过
程中起到良好效果。

木质素综述1、木质素简介1838年法国植物化学家Payen，在用硝酸和碱处理木材时，得到主要成分是纤维状不溶性残渣纤维素，此外，还发现了很多比纤维素含碳量高的物质被容物。

因其包在纤维素周围，而被称为包被物质。

到了1859年Schulz对这些物质，借助拉丁语木材的意思将其命名为木素。

1897年P.克拉森提出木素的形成与松柏醇有关。

20世纪30～50年代，K.J.弗罗伊登贝格根据氧化反应并利用示踪原子进一步证实了木素是由松柏醇及其有关的化合物脱氢而形成的。

2、木质素的存在木素作为具有三维立体结构的天然高分子聚合物，广泛存在于较高等的维管束植物门（被子植物、裸子植物、羊齿植物）中。

特别在目本植物中，木素是木质部细胞壁的主要成分之一，在木材中木素作为一种填充和粘结物质，在木材细胞壁中能以物理或化学的方式使纤维素纤维之间粘结和加固，增加木材的机械强度和抵抗微生物侵蚀的能力，使木化植物直立挺拔和不易腐蚀。

不同植物中的分布如下表植物种类含量（%）针叶木（被子植物）25~35阔叶木（被子植物中的双子叶植物）15~25单子叶植物或禾本科植物20~253、木质素的结构单元及功能基三种苯基丙烷基本骨架的结构单元愈疮木基丙烷紫丁香基丙烷对-羟基苯基丙烷四种主要功能基：甲氧基（—OCH3）、羰基（—CO）、羟基（—OH）、醚状氧原子。

4、木质素的化学性质木质素的化学性质包括发生在苯环上卤化、硝化和氧化反应；发生在侧链的苯甲醛基、芳醚键和烷醚键上的反应；木质素的改性和显色反应等。

其中木质素结构单元反应分为亲核和亲电两大类反应。

也可以分成以下三类。

（1）木质素结构单元侧链的化学反应木质素侧链上的反应都与制浆和木质素改性有关，其反应的本质是亲核反应。

①在碱性介质中，由HO—、HS—、S2—亲核试剂作用使主要醚键断裂，如α—芳醚键、酚型α—烷醚键和酚型β—芳醚键的断裂，木质素大分子碎片化，部分木质素溶解于反应溶液中酚型结构单元解离成酚盐阴离子，酚盐阴离子的盐氧原子通过诱导和共轭效应影响苯环，使其邻位和对位活化，进而影响C—O键稳定性，使α—芳醚键断裂，生成了亚甲基醌中间体，亚甲基醌芳环化生成1,2-二苯乙烯。

木质素综述木素是芳香族的高分子化合物，也是一类性质相似的物质的总称。

不同的原料木素分子的化学组成及结构都有差异。

它们是一种无定形结构的物质，存在于植物的木化组织中，是细胞之间的粘接物，在细胞壁中叶含有，棉花、亚麻等纤维则不含木素。

木素作为具有三维立体结构的天然高分子聚合物，广泛存在于较高等的维管束植物门（被子植物、裸子植物、羊齿植物）中。

特别在目本植物中，木素是木质部细胞壁的主要成分之一，在木材中木素作为一种填充和粘结物质，在木材细胞壁中能以物理或化学的方式是纤维素纤维之间粘结和加固，增加木材的机械强度和抵抗微生物侵蚀的能力，是木化植物直立挺拔和不易腐蚀。

木素在不同植物中的分布见下表：这些木素具有苯基丙烷单位的基本骨架，但其芳香核部分有所不同，大致有如下三种：原始的陆生植物和针叶木的木素主要是愈疮木酚基丙烷（1）；进一步进化的阔叶木木素含有（1）和紫丁香基丙烷（2）；最进化的稻科，除（1）和（2）之外还有对—羟基苯基丙烷（3）构造单元。

总之与植物进化的同时，木素的构造单元也变得复杂化。

虽然木质素只有三种基本结构，但是不同科植物，其木质素基本结构单元的数量比例差别很大。

阔叶木木质素的结构中存在大量的紫丁香结构单元。

如尾叶桉木质素紫外光降解产物中，w（丁香基型化合物）=58%，w（愈创木基型化合物）=18.75%.与桉木木质素相比，硫酸盐浆木质素降解产物中愈创木酚和紫丁香酚，在硫酸盐浆木质素中，m（紫丁香基）：m（愈创木基）=4.3：1，而在桉木木质素中，该比例为6.4:1，针叶木木质素的结构单元与愈创木基型结构单元为主，其余为少量对羟苯基型。

麦草木质素主要由非缩聚愈创木基单元、非缩聚紫丁香基单元组成，其聚合度n比例为1.44:1:3.24。

竹类木质素中—OCH3基含量与阔叶木质素相近。

木质素的理化性质及其对应的亲电亲核反应化学性质木质素的化学性质包括发生在苯环上卤化、硝化和氧化反应；发生在侧链的苯甲醛基、芳醚键和烷醚键上的反应；木质素的改性和显色反应等。

木质素含量测定方法一、结构性质木质素是由4种醇单体(对香豆醇、松柏醇、5-羟基松柏醇、芥子醇)形成的一种复杂酚类聚合物，它是包围于管胞、导管及木纤维等纤维束细胞及厚壁细胞外并使这些细胞具有特定显色反应(加间苯三酚溶液一滴,待片刻,再加盐酸一滴,即显红色)的物质。

根据木质素的性质,测定木质素的方法有直接浓酸水解分离测定法、光度法、红外光谱法、氧化还原反应滴定法等,对花生壳的木质素采用氧化还原滴定法进行含量测定。

二、反应原理木质素在醋酸的作用下，易溶于乙醇和乙醚的混合液，在硫酸介质中用重铬酸钾氧化为二氧化碳和水,反应方程式如下:C6H10O5+4K2Cr2O7+16H2SO4=4Cr2(SO4)3+4K2SO4+6CO2+21H2OCr2O72-+14H++6I-2+2Cr3++7H2OCr3+为亮绿色2S2O32-+I24O62-+2I-遇浓硫酸有红色针状晶体铬酸酐析出，对其加热则分解放出氧气，生成硫酸铬，使溶液的颜色由橙色变成绿色。

稍溶于冷水，水溶液呈酸性，属强氧化剂过量的重铬酸钾用硫代硫酸钠回滴，淀粉KI溶液为指示剂。

其中加氯化钡溶液的作用是让溶出的木质素和硫酸钡(硫酸与氯化钡反应)一起沉淀。

三、试剂准备1.1%醋酸（质量分数）：15mL；1mL36%的乙酸，加水定容到36mL2.V乙醇：V乙醚=1:1:20mL；3. 72%硫酸：3 mL ；72%硫酸密度：1.634g/cm 3,98%硫酸密度：1.84 g/cm 3.量取652mL98%硫酸加水定容到1000mL，即为72%硫酸。

4.10%氯化钡（质量分数）：0.5mL；取1g定容到10mL.5. 10%硫酸（质量分数）：10 mL ；10%硫酸密度：1.07 g/cm 3，量取593.4 mL98%硫酸加水定容到1000mL，即为10%硫酸.6.0.025mol/L重铬酸钾：10 mL；先经过120℃烘干2小时，称取1.225g加水定容到1000mL，避光，棕色瓶保存。

木质素(Lignin)是构成植物细胞壁的成分之一，具有使细胞相连的作用。

木质素是一种含许多负电集团的多环高分子有机物。

木质素完全取材于植物，无任何化学添加剂。

对环境无任何副作用。

木质素是构成植物细胞壁的成分之一，具有使细胞相连的作用。

在植物组织中具有增强细胞壁及黏合纤维的作用。

其组成与性质比较复杂，并具有极强的活性。

不能被动物所消化，在土壤中能转化成腐殖质。

如果简单定义木质素的话，可以认为木质素是对羟基肉桂醇类的酶脱氢聚合物。

它含有一定量的甲氧基，并有某些特性反应。

1838年，法国化学家和植物学家A.Payen用硝酸和碱交替处理木材，并用酒精和乙醚洗涤，在分离出纤维素的同时得到了一种比纤维素含碳量更高的化合物，也就是最初级的木质素。

1857年，F.Schulze仔细分离出这种化合物，并称之为"lignin"。

Lignin是从木材的拉丁文"lignum"衍生而来，中文译为“木质素”，也叫“木素”。

木质素的分子结构因单由于木质素的结构复杂，目前完整的结论还没有最终得出，但对其基本的结构框架众多科研工作者已达成共识。

一般认为木质素是由苯丙烷单元通过醚键和碳碳键连接而成的聚酚类三维网状高分子芳香族化合物，其中醚键约占60．75％，碳键约占25．30％。

在植物体内，苯丙烷单元先组装成三种基本结构一一愈创木基结构、紫丁香基结构和对羟苯基结构。

体不同，可将木质素分为3种类型：由紫丁香基丙烷结构单体聚合而成的紫丁香基木质素（syringyl lignin，S-木质素），由愈创木基丙烷结构单体聚合而成的愈创木基木质素（guajacyl lignin，G-木质素）和由对-羟基苯基丙烷结构单体聚合而成的对-羟基苯基木质素（hydroxy-phenyl lignin，H-木质素）；裸子植物主要为愈创木基木质素（G），双子叶植物主要含愈创木基-紫丁香基木质素（G-S），单子叶植物则为愈创木基-紫丁香基-对-羟基苯基木质素（G-S-H）。

木质素的分类一、引言木质素是一种存在于植物细胞壁中的复杂有机化合物，它是由苯丙烯类化合物聚合而成的聚合物。

木质素在植物体内具有结构支撑和防御功能，并且对植物的生长和发育起到重要作用。

由于其独特的结构和性质，木质素在许多领域中都有广泛的应用，如造纸、能源、医药等。

本文将对木质素进行分类，并详细介绍各类木质素的结构特点和应用领域。

二、分类根据其来源和结构特点，木质素可以分为以下几类：1. 纤维素纤维素是最常见的一类木质素，在植物细胞壁中占据主要成分。

它是由β-葡萄糖单元通过β-1,4-糖苷键连接而成的线性聚合物。

纤维素具有高度结晶性和机械强度，对植物提供了良好的支撑作用。

此外，纤维素还具有吸水性和保湿性，因此在纺织、造纸等领域有广泛的应用。

2. 半纤维素半纤维素是一类结构复杂的木质素，它由多种不同的糖类组成，如木糖、阿拉伯糖和半乳糖等。

半纤维素在植物细胞壁中起到增加弹性和稳定性的作用。

与纤维素相比，半纤维素的结晶性较低，因此更容易被酶解和降解。

由于其可再生性和生物降解性，半纤维素在能源、环境保护等领域具有潜在的应用价值。

3. 林木树脂林木树脂是一类由植物分泌的含有木质素成分的胶体物质。

它主要由萜烯类化合物和芳香族化合物组成，具有黏性和可塑性。

林木树脂在植物体内起到防御外界侵袭和修复受伤组织的作用。

此外，林木树脂还可以提取出来制备天然香料、涂料等产品。

4. 脂肪木质素脂肪木质素是一类由脂肪酸和木质素结合而成的化合物。

它在植物细胞壁中起到润滑和保护作用。

脂肪木质素具有较高的溶解度和可塑性，可以用于制备润滑剂、防水剂等产品。

5. 异构木质素异构木质素是一类由苯丙烯单体聚合而成的非常复杂的混合物。

它们通常存在于植物细胞壁中，并且在不同植物种类之间具有差异。

异构木质素对植物的生长和发育起到重要作用，并且具有抗菌、抗氧化等生理活性。

研究人员已经从异构木质素中提取出多种生物活性化合物，并发展出许多药物和保健品。

三、应用领域由于其独特的结构和性质，木质素在许多领域中都有广泛的应用。

木质素材料的制备及其在能源领域中的应用近年来，随着环保意识的不断增强，环保材料也逐渐成为人们的新宠。

而作为一种绿色环保材料，木质素的应用也开始受到人们的重视。

木质素是一种天然的高分子材料，由于其良好的力学性质和化学稳定性，良好的热稳定性以及优良的吸附性能，被广泛应用于环保、能源领域。

本文将就木质素的制备以及其在能源领域的应用进行探讨。

一、木质素的制备木质素是一种木质素醇和木质素醛等有机化合物通过缩合而成的一种高分子材料。

而木质素的制备过程就是从木材中提取木质素，通过缩合反应得到木质素材料。

木质素的制备可以分为以下几个步骤：1、木材的预处理：首先，需要将木材进行初步处理，包括去除树皮、切割、打粉、研磨等工序，以便更好地进行木质素的提取。

2、木材的提取：在木材的基础上，通过浸泡、加热、压榨等方式提取出木质素。

水解木质素可以得到木质素醛，而磺酸化木质素可以得到木质素醇。

3、缩合反应：将木质素醛或木质素醇通过缩合反应得到木质素材料。

二、木质素材料在能源领域的应用1、催化剂载体木质素材料具有良好的催化性能，可作为催化剂载体用于催化反应。

例如，将木质素材料与金属离子复合，可制备出具有优异催化性能的催化剂。

此外，木质素材料与其他纳米材料复合，也有望得到更好的催化剂性能。

2、吸附剂木质素材料有良好的吸附性能。

例如，使用木质素材料可以有效去除水中的重金属离子，净化水质。

同时，木质素材料也可作为CO2的吸附剂，用于煤炭燃烧后的二氧化碳的回收和利用。

3、电极材料木质素材料也可以用作电极材料，用于电化学反应。

研究表明，以木质素材料为基础的电极，具有高容量、高电导率以及优良的电化学性能。

4、生物质热解生物质热解是一种将生物质转化为生物燃料或生物化学品的技术。

而木质素材料作为生物质的主要成分，也可作为生物质热解的原料。

研究表明，木质素材料在生物质热解反应中，产物具有较高的品质和产量，能够有效提高生物质的资源利用率。

5、阻燃剂木质素材料具有良好的阻燃性能，可用作阻燃剂。