脱脂米糠半纤维素A分离与鉴定

采用化学法和酶法相结合的分离方法由新鲜脱脂米糠细胞壁物质中碱提分离出半纤维素Ａ，经鉴定其单糖组成为阿拉伯糖（１．６１％），木糖（５２．４％），葡萄糖（１６．６％）和半乳糖（１５．０％）。结合蛋白的氨基酸组成同游离米糠蛋白有较大差异，半纤维素Ａ主要由７５．５万和３５．５万道尔顿两种分子量组分组成。

微晶纤维素ARGET ATRP接枝共聚制备PMMA和PMAA-Na的研究

使用再生电子转移生成催化剂原子转移自由基聚合(ARGET ATRP)方法,在微晶纤维素表面分别接枝了甲基丙烯酸甲酯(MMA)和甲基丙烯酸钠(MAA-Na),FT-IR图谱和SEM照片证明纤维素基表面成功接枝聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA);凝胶渗透色谱分析表明PMMA的分子质量分布较窄,M w/M n=1.12,说明ARGET ATRP实现了对接枝侧链分布均一性的有效控制。MAA-Na单体的转化率随反应时间的增加而增加,可在接枝侧链分布均一性的基础上通过调整反应时间实现侧链长度的有效可控。ARGET ATRP可实现对微晶纤维素表面接枝侧链分布和长度的控制。

聚阴离子纤维素AGU上C_2,C_3和C_6羧甲基分布与性能研究

通过化学滴定、核磁分析、红外光谱和应用测试等方法,研究纤维素羧甲基醚大分子结构及性能间关系,对不同工艺制备的产品分子的结构和性能进行分析表征.结果表明:与普通低倍溶媒捏合法相比,经粉碎的棉纤维在高浴比混合溶剂体系中进行碱化、醚化,得到的产品沿着大分子链葡萄糖环基(AGU)C2,C3和C6上—CH2COO-分布更均匀,其耐酸性、抗盐性和配伍性更优越.

纳米纤维素ARGET ATRP接枝PMMA改性研究

采用再生电子转移催化剂原子自由基聚合(ARGET ATRP)的方法,使甲基丙烯酸甲酯(MMA)在纳米纤维素(NCC)表面自增长,得到聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)接枝改性的NCC。通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射分析(XRD)等测试方法对接枝改性前后的NCC的性能和结构进行了分析;采用凝胶渗透色谱(GPC)测定合成的PMMA的分子量及其分布。结果表明PMMA的分子量为8000左右,分子量分布较窄(Mw/Mn=1.11),说明ARGET ATRP可以有效控制NCC表面接枝PMMA聚合的均一性。

产细菌纤维素Axy-I菌株的鉴定及产物分析

目的:对1株产细菌纤维素的菌株Axy-I进行鉴定,并对其在不同培养条件下的产物进行分析。方法:通过生理生化检测和16S rDNA序列分析,对菌株Axy-I进行鉴定;比较静态培养和摇瓶动态培养7d后所产细菌纤维素的产率,并利用扫描电镜观察产物的超微观结构特征。结果:菌株Axy-I的形态、菌落特征和生理生化特性与葡糖酸醋酸杆菌属一致,16S rRNA序列长度为1436bp,与Gluconacetobacter sp.4L(Genbank登录号为:AY741144.1)的同源性达97%。静态培养细菌纤维素得率为4.72g/L,纤维直径82%分布在30-80nm之间,动态培养得率为8.12g/L,纤维直径90%分布在30～70nm之间。结论:菌株Axy-I属于葡糖酸醋酸杆菌属,动态培养所产的细菌纤维素纤维丝比静态更纤细,产率也更高。

苹果膳食纤维中半纤维素A的硫酸酯化改性

从苹果渣中提取出半纤维素A,采用氯磺酸-吡啶法对其进行酯化改性。所得到的硫酸酯化半纤维素A产品取代度为0.36。红外光谱分析表明,酯化半纤维素A具有硫酸基的特征吸收峰。电镜扫描分析表明,酯化前后半纤维素A的微观结构发生一定变化。

响应面优化超声波辅助碱法提取酒糟中半纤维素A

采用超声波辅助碱法从白酒糟中提取半纤维素A,通过响应面试验设计探讨KOH溶液质量分数、浸提温度和超声波时间对提取得率的影响,优化提取参数。结果表明:在KOH溶液质量分数为7%、浸提温度为58℃和超声波时间为21min条件下,酒糟中半纤维素A得率为37.17%,说明采用超声波辅助碱法分离半纤维素A的工艺可行。

纤维素ABC

纤维素可以说是大自然给我们的礼物．但又是最不被欣赏的礼物。很多人知道纤维素有益肠道．但还有很多人不知道富含纤维素的膳食可以帮助减肥．减少心脏病和糖尿病的危险因素。

基于纤维素纳米晶乳化陈皮精油的淀粉基抗菌膜的制备与性能

以玉米淀粉(corn starch,CS)为基质、柠檬酸为交联剂、纤维素纳米晶(cellulose nanocrystals,CNC)乳化陈皮精油(orangepeelessentialoil,OPO)制备的Pickering乳液为抗菌剂,采用流延法成功制备了CS/CNC-OPO抗菌复合膜;探讨了CNC和OPO的添加量对CS/CNC-OPO抗菌复合膜的机械强度、水蒸气透过率、水接触角、抗菌性能等的影响,并采用傅里叶变换光谱、X射线衍射光谱和扫描电子显微镜对CS/CNC-OPO抗菌复合膜进行表征。结果表明,当OPO添加量为11%,CNC和OPO比例为1∶11(g/mL)时,CS/CNC-OPO膜的性能最好,水蒸气透过率为1.03×10^(-3)g/(m·h·kPa),水接触角为74.53°,拉伸强度达6.01 MPa,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌面积高达88.4 mm2和96.45 mm^(2)。该淀粉基膜强度好,且具有较好的疏水和抗菌性,在食品包装领域具有广阔的应用前景。

明胶/氧化纳米纤维素高弹性模量高孔隙皮肤支架的3D打印工艺

背景:在采用主动修复治疗手段应对皮肤创伤时,需要使用组织工程技术生成新的组织来代替坏死组织,皮肤支架在创伤修复领域具有良好的应用前景。皮肤支架需要呈现具有一定力学强度的三维多孔结构,以满足细胞增殖分裂的需求,而目前使用的明胶基生物材料力学强度弱,无法达到皮肤支架的使用要求。目的:针对明胶/氧化纳米纤维素复合材料制备组织工程皮肤支架时使用的3D打印工艺进行研究,重点研究不同工艺参数下制备皮肤支架的孔隙率与其力学强度之间的关系。方法:从葎草中提取10%浓度的氧化纳米纤维素晶须,再与5%的明胶复合得到明胶/氧化纳米纤维素复合材料,检测明胶与明胶/氧化纳米纤维素复合材料的弹性模量。以明胶/氧化纳米纤维素复合材料为基材,采用3D打印挤压成型方法制备皮肤支架,通过对材料进行力学性能测试和流变特性测试确定挤压成型工艺参数(填充间隙1.5-2.5 mm,0.1 mm均布;气压160-200 kPa),并以此制备具有三维多孔结构的皮肤支架。对皮肤支架进行了抗压性能的测试并与有限元分析结果相对比,论证了支架打印时的填充间隙与支架孔隙率及力学强度之间的关系。结果与结论:①通过实验得出,加入10%浓度的氧化纳米纤维素晶须使5%明胶的弹性模量度提升了8.84倍;在气压160 kPa下挤出成型可以得到1 mm直径的丝状凝胶,此时填充间隙从1.5 mm增大到2.5 mm会使支架的理论孔隙率从33%上升到60%,但抗压强度从230000 Pa降低到95000 Pa;②结果显示,使用2 mm填充间隙制备得到了理论孔隙率为50%、弹性模量160000 Pa的皮肤支架,该支架具有清晰的三维多孔结构。

纤维素拉曼光谱的单体仿真方法研究

纤维素是由葡萄糖组成的大分子多糖,是世界上最丰富、最便宜、最容易获得的天然聚合物。纤维素作为最古老最丰富的天然高分子在研究中备受关注,纤维素的可控性取决于其分子量、大小和结构,而拉曼光谱具有“指纹特性”,可以对不同的纤维素纤维进行鉴别,也能对历史老化的纺织纤维材料进行鉴别。然而纤维素作为大分子多糖对其做理论仿真较为困难,该研究提出采用基本单元模拟大分子光谱这一方案,使用纤维素单体仿真拉曼光谱来分析纤维素大分子的光谱性质。使用Gaussian 16软件基于密度泛函理论,在B3LYP/6-31g(d, p)的基组条件下,计算了不同外电场(-0.01-0.03 a.u.)下的纤维素单体的拉曼光谱,以及纤维素双链节的拉曼光谱。研究表明,在无外电场作用下,纤维素单体的拉曼光谱主要在449、 597、 842、 1 127、 1 361、 1 395和3 005 cm^(-1)处有特征峰,对其做振动分析,结果表明这些拉曼峰分别是由环(C6—C4—O20)伸缩振动、 C—C—H扭曲振动、环(C4—O20—C2)伸缩振动、糖苷键(C2—O1—C8)的伸缩振动、 CH_(2)的弯曲振动、 CH_(2)的弯曲振动、 CH_(2)的伸缩振动产生。通过与实验值比较,纤维素单体仿真拉曼光谱与天然纤维素的实测拉曼光谱相吻合,故可通过对纤维素单体的第一性原理计算来反映纤维素大分子的拉曼光谱特性。当外电场由负方向变为正方向且逐渐增大时,597 cm^(-1)对应的环C—C—H扭曲振动的振幅无明显变化,以无电场为基准,施加外电场时,振动能量减小光谱红移;1 127 cm^(-1)对应的糖苷键(C2—O1—C8)的伸缩振动振幅明显减小,光谱呈蓝移;CH_(2)的弯曲振动在1 395 cm^(-1)处的特征峰光谱呈蓝移,在1 361 cm^(-1)处产生的光谱先蓝移再红移又再次蓝移,推测是弯曲振动区域更容易受到骨架振动和环境变化的影响。对比纤维素单体与双链节拉曼光谱的差异,除单体明显的特征峰外,双链节分子的在1 041和151 cm^(-1)处有明显的特征峰,其分别为仲醇C—O伸缩振动,C—O—H弯曲振动所产生,可对纤维素单体的拉曼光谱进行补充说明。这些结论为研究纤维素在外电场作用下的光谱提供理论依据,同时为其他大分子聚合物的拉曼光谱研究分析提供一种新的方法。

固化单宁纤维素基气凝胶吸附还原Ag(I)行为研究

以纤维素为原料,在NaOH/尿素/H_(2)O溶解体系中通过交联作用将橡椀单宁固化在纤维素基体上,制得固化橡椀单宁纤维素基气凝胶(VTCA).通过SEM-EDS、FT-IR、XRD等对VTCA进行表征,并研究其对水溶液中Ag(I)的吸附行为.结果表明,VTCA具有明显的三维网格多孔结构,孔隙率达到97.95%,在较宽的pH范围内(1~8)对Ag(I)均保持较高的吸附效率(>75%).吸附过程符合拟二级动力学模型和Langmuir吸附等温线模型,温度升高有利于吸附,最高理论吸附量为147.2mg/g.吸附还原研究机理表明,VTCA主要通过静电吸引和螯合作用将Ag(I)吸附到其表面,并通过单宁结构上的酚羟基将其原位还原为Ag^(0),证明VTCA具有良好的吸附还原性能,能够实现对水体中Ag(I)的回收.

不同生长期香菇培养料中木质纤维素的变化特征

为探究不同生长期香菇培养料中木质纤维素的变化特征,促进其高效降解利用,以香菇培养料为研究对象,采用范式抽提法、X-射线衍射法、傅里叶变换红外光谱法和光学显微成像法对各生长期香菇培养料的木质纤维素含量、纤维素结晶度、木质纤维素相关的官能团和纤维形态变化进行分析。结果表明,随着香菇生长进程的推进,木质纤维素各组分含量显著下降,纤维素生殖生长阶段降解较多,半纤维素、木质素、综纤维素降解具有明显的阶段性,进入转色后降解速度加快。二茬菇时纤维素、半纤维素、木质素和综纤维素含量分别比原料降低了34.73%、61.58%、57.15%、42.33%。各生长期的香菇培养料均具有典型的纤维素X射线衍射特征,纤维素结晶区被破坏,典型衍射峰的结晶度持续减少。傅里叶变换红外光谱显示,木质纤维素的红外光谱特征官能团主要吸收峰的位置未发生改变,但振动强度减弱,与木质纤维素各组分的降解利用规律一致;特征峰比值I1723/I1510、I1383/I1510、I1157/I1510呈现不断减少趋势,而I897/I1510在转色和一茬菇呈增大趋势,表明香菇对木质纤维素各组分的降解程度不同,该生长期木质素相比纤维素有着更快的降解速率。纤维长度及宽度总体上呈现降低的趋势,二茬菇与其他生长期存在显著性差异。经显微镜观察,二茬菇纤维壁及内腔遭到破坏,明显区别于原料。因此,香菇对培养料木质纤维素具有较强的持续的降解作用,可显著降低木质纤维素含量,破坏纤维素结晶区,使得红外光谱吸收峰及纤维形态发生改变。

三维变形管MVR蒸发器用于纤维素生产末端废水零排放项目

蒸发器的换热性能对机械蒸汽再压缩(MVR)系统投资及运行均有着重要影响。MVR蒸发器的管内传热与压降性能在基于三维变形管和直圆管的情况下存在明显差异。建立了考虑盐水浓度修正的三维变形管MVR蒸发器性能准则关联式,设计一套用于纤维素生产末端废水零排放项目的新型蒸发器。应用实践表明,相对于传统直圆管的MVR蒸发器,基于三维变形管的新型MVR蒸发器节材节能效果显著,其在节省29%换热面积的情形下仍能完全满足工程实际需要。在现场调研期间MVR系统处理每吨废水的压缩机耗电量在18.81~23.78 kW∙h之间,体现出新型蒸发器高能效的技术特性,极具应用推广价值。

低频电压下含纤维素颗粒变压器油绝缘特性及影响因素

低频变压器是低频输电系统中的关键设备,低频电压下的绝缘特性对其设计及运行具有重要意义。该文为了研究低频电压下含纤维素颗粒的变压器油的绝缘特性,分别研究20、30、40、50 Hz四种频率交流电压下不同纤维素颗粒度(低、中、高)水平的变压器油击穿特性。同时,通过仿真及试验分析不同频率下变压器油中纤维素颗粒运动及积聚过程。研究结果表明,交流电压频率对变压器油中纤维素颗粒的成桥特性及击穿电压具有显著影响。随着频率的降低,纤维素颗粒向电极移动速度变慢并难以黏附在电极表面,减缓了纤维素颗粒在电极表面的积聚过程及杂质小桥的形成速度。相同频率交流电压下,变压器油击穿电压均随颗粒物浓度的升高而降低;相同纤维素颗粒浓度下,变压器油击穿电压随着频率的降低而增大。研究结果为低频变压器的设计及运行维护提供了基础数据支撑。

粉碎粒径对番茄和辣椒秸秆堆肥木质纤维素降解特征的影响

为探索茄果类蔬菜秸秆在菜田就近进行好氧堆肥粉碎条件,研究了2种粉碎粒径(碾压粉碎2~5 cm、切割粉碎1~2 cm)对3种蔬菜秸秆(番茄、辣椒及二者混合秸秆)堆肥的木质纤维素降解特征的影响。结果表明,番茄、辣椒和混合秸秆在堆肥过程中木质纤维素组分降解率由高到底依次为半纤维素>纤维素>木质素,大粒径处理能够降低堆肥初始木质纤维素的含量,同时加快纤维素和半纤维素在堆肥后期的降解;小粒径处理则能够提高堆肥积温,促进木质素的降解。冗余分析表明,纤维素和半纤维素降解是促进全碳降解的关键因素。大粒径处理的3种秸秆初始全氮、全磷、全钾和腐植酸含量显著高于小粒径处理,且在堆肥结束时大粒径处理的氮、磷、钾总养分含量(8.03%)和腐植酸含量(12.15%)仍显著高于小粒径处理(6.88%、9.44%)。在生产中,蔬菜产地可选择秸秆还田机碾压粉碎至2~5 cm粒径或容重0.3 g/cm^(3)下的粉碎粒径对茄果类蔬菜秸秆进行堆肥,有助于木质纤维素的降解和堆肥质量的提高。

木质素对纤维素酶酶解抑制研究进展

在木质素对纤维素酶酶解形成的空间位阻、非生产性吸附等的基础上,重点综述了预处理、木质素的分布、相对分子质量、官能团及化学键、改性木质素,以及木质素酚类衍生物等对纤维素酶酶解抑制的影响,探讨了不同类型木质素对降低纤维素酶酶解抑制的作用。借助现代技术分析手段,采取有效措施以期实现对木质素结构的定向调控,降低木质素对纤维素酶酶解抑制,减少纤维素酶酶解的成本。最后针对预处理成本、预处理对环境影响等问题及绿色、高效的纤维素酶酶解技术面临的机遇和挑战进行了展望。

纳米纤维素在造纸法再造烟叶基片中的应用

为提高再造烟叶的物理性能,使用2种纳米纤维素(纤维素纳米晶须CNC和纤维素纳米纤丝CNF)替代部分木桨纤维,比较其对再造烟叶松厚度、抗张强度的影响,选择添加效果较好的纤维素纤丝,然后考察其不同添加量对再造烟叶松厚度、抗张强度、热解性能的影响,最后研究纳米纤维素的添加对再造烟叶主流烟气粒相物成分的影响。结果表明,在同一木浆纤维添加量下,添加CNF对再造烟叶抗张强度的提升效果强于CNC,且两者的添加对再造烟叶松厚度均无显著影响;在烟草浆料中添加CNF可以有效提高再造烟叶基片的抗张强度,随着CNF添加量的增加,造纸法再造烟叶基片的抗张强度随之增大;再造烟叶的热稳定性随CNF添加量的增加而增强,质量损失达到5%时温度(T-5%)、质量损失达到50%的温度(T-50%)和最终残渣量逐渐增加,而质量损失最大时温度(Tmax)未发生明显变化;添加少量CNF对再造烟叶主流烟气粒相物成分没有显著影响。CNF的添加可有效替代部分木浆纤维,从而降低木浆纤维的添加量,在提升再造烟叶抗张强度的同时,还提高了烟草薄片的热稳定性,为开发一种满足加工工艺需求的新型再造烟叶提供新思路。

类乙二胺四乙酸螯合纤维素及其对水中重金属离子的吸附性能

为了改善纤维素对重金属的吸附去除性能,文中采用高碘酸钠选择性氧化纤维制得双醛纤维素,通过Schiff碱反应,将乙二胺接枝到纤维素骨架,再将溴乙酸取代到氨基上,获得含有氮和氧配位原子的类乙二胺四乙酸螯合纤维素(EDTA-CL)。表征了其形貌和结构,考察了其对水中Cd^(2+)和Pb^(2+)的吸附性能。EDTA-CL吸附Cd^(2+)和Pb^(2+)的最佳pH范围为4.5~6;EDTA-CL对Cd^(2+)和Pb^(2+)的吸附在20 min内达到了平衡;EDTA-CL对Cd^(2+)和Pb^(2+)的吸附容量分别为236.1 mg/g和382.6 mg/g,氮和氧配位原子的引入大大提高了对Cd^(2+)和Pb^(2+)的吸附容量;EDTA-CL对Cd^(2+)和Pb^(2+)的吸附过程符合Langmuir和准二级动力学模型;EDTA-CL可以重复多次使用。

利用纤维素工业废丝/胶高效制备再生纤维素纳米晶

为解决再生纤维素工业丝的废丝以及生产过程中的废丝/胶的再利用问题,设计了以再生纤维素工业废丝或废丝/胶为原料高效制备再生纤维素纳米晶(RCNC)的方法,并通过傅里叶变换红外光谱、马尔文激光粒度仪、扫描电子显微镜、X射线衍射和原子力显微镜等方法,对比了利用新溶剂法再生纤维素工业废丝/胶、粘胶再生纤维素工业废丝和浆粕制得的RCNC、CNC的结构性能上的区别。结果表明:新溶剂法再生纤维素工业丝废丝/胶高取向度、高结晶度和结构简单的特性使其可以在更温和的条件下酸解,制备的RCNC得率高达到65.09%,远大于以浆粕为原料制备CNC的得率,且具有更高的结晶度。与粘胶纤维素工业废丝制得的RCNC相比,两者具有相似的尺寸与形貌,都为纳米级的棒状结构,长度和长径比分别为93 nm±26 nm和35±20,表明此方法对于不同来源的纤维素工业丝废丝具有一定的普适性。