蓝花楹木质素-碳水化合物复合体在硫酸盐法蒸煮过程中的变化

以蓝花楹为原料提取木质素-碳水化合物复合体(LCC),并对LCC的结构进行分析,同时模拟硫酸盐法蒸煮过程,采用蒸煮的方法对LCC进行处理,并对处理后的产物进行红外光谱和核磁共振分析,研究蓝花楹LCC的结构变化,探讨其在硫酸盐法蒸煮过程中LCC的形成和降解情况。研究发现:蓝花楹LCC中的碳水化合物在蒸煮过程中非常不稳定,大部分发生降解,而蒸煮产物中含有对碱稳定的LCC结构,也含有新形成的LCC结构,这种新形成的LCC是5-5缩合型木质素结构与木聚糖形成的以化学键连接的LCC结构,且其对碱也非常稳定。     

桉木RDH蒸煮过程中木质素与碳水化合物的溶出规律研究

对桉木常规硫酸盐(KP)法和快速置换加热(RDH)硫酸盐法蒸煮过程中，木质素与碳水化合物中各单糖组分(葡萄糖、木糖、甘露糖和阿拉伯糖)的溶出规律进行了研究，分析了常规KP浆和RDH浆在纤维素结晶度和α-纤维素含量上的差异。与常规KP法蒸煮相比，在RDH蒸煮的初期，木质素和碳水化合物各单糖组分就大量溶出，蒸煮时没有表现出明显的初始脱木质素阶段。蒸煮结束后，RDH浆比常规KP浆具有相对较高的葡萄糖(纤维素)含量和相对较低的木糖、阿拉伯糖和甘露糖(半纤维素)含量。RDH纸浆的α-纤维素含量相对较高，但纸浆的纤维素结晶度与常规KP浆相比并没有明显的不同。     

植物细胞壁中甘露糖单元与木质素间化学键连接的研究

从甘露糖单元的角度分析半纤维素中糖单元与木质素苯丙烷结构单元之间的连接方式,从而阐明裸子植物中木质素-碳水化合物复合体(LCC)的木质素与半纤维素之间的相互关系。为了使生长中的植物细胞壁甘露糖单元上的碳原子被13C同位素示踪并抑制甘露糖向木质素转化,将带D-13C6-甘露糖、外源性木质素前驱物松伯醇-β-D-葡萄糖苷以及苯丙氨酸解氨酶的抑制剂AOPP一起投入到银杏(Ginkgo biloba L.)植株中。结果表明,新生木质部的LCC中甘露糖单元被13C同位素标记,而且对银杏的正常代谢没有明显的影响。从带13C标记的新生木质部组织提取LCC,并用纤维素酶和半纤维素酶酶解LCC得酶解LCC(EDLCC)。用FT-IR及13C NMR分析LCC和EDLCC,结果证明半纤维素中的甘露糖C-6位与木质素侧链的α-C以苯甲醚键方式连接。     

纤维素前驱物6-~(13)C标记示踪研究纤维素与木质素连接方式

从细胞壁多糖的角度分析糖单元与木质素苯丙烷结构单元之间的共价键连接方式,合成了带6-13C标记的纤维素前驱物尿苷二磷酸葡萄糖,并将其与苯丙氨酸解氨酶(PAL)的抑制剂L-2-氨氧基-3-苯基丙酸(AOPP)及外源性木质素前驱物松柏醇-β-D-葡萄糖苷一起投入生长中的银杏植物体内,分析结果证明了(6-13C)尿苷二磷酸葡萄糖是对植物中纤维素进行选择性13C标记的合适的前驱物。从正常生长的银杏新生木质部组织提取木质素-碳水化合物复合体(LCC),并用纤维素酶和半纤维素酶酶解LCC得LCC酶解产物(EDLCC)。红外光谱及13C NMR检测LCC和EDLCC,分析证实了纤维素6位碳与木质素以苯甲醚键方式连接。     

竹子深度脱木质素蒸煮与常规硫酸盐法蒸煮的比较

为了提高竹浆性能和减少环境污染,对福建丛生小径竹进行了实验室模拟延伸改良连续蒸煮(EMCC)和常规硫酸盐法蒸煮(CKC)的研究。结果表明,EMCC蒸煮通过分段加入蒸煮药液和在逆流段进行药液置换,比CKC具有更高的脱木质素选择性。在蒸煮相同卡伯值的竹浆时,EMCC浆比常规硫酸盐浆(CK浆)具有更高细浆得率、较低粗渣率、更高粘度和更好强度性能。在相同的打浆度下,EMCC浆抗张指数、耐破指数和撕裂指数都比常规硫酸盐浆高。     

杉木和"三北"一号杨磨木木质素化学官能团特征的研究

本研究使用Bjrkman的提取方法,分离出针叶材杉木和阔叶材"三北"一号杨的磨木木质素(MWL),并采用Lundguist方法对分离出的MWL进行提纯.用红外光谱仪(FTIR)、超导核磁共振波谱仪(1HNMR)、液相色谱(HPLC)及紫外/可见分光光度仪(UV)测定了这两个树种MWL的化学结构和官能团.结果表明:(1)杉木木质素碳的含量较杨树高1.23%,氢和氧的含量分别低0.22%和0.85%,"三北"一号杨木质素中的甲氧基含量比杉木的高6.26%.(2)杉木和"三北"一号杨两种磨木木质素的苯基丙烷结构单元的经验式分别为C9H8.08O2.46(OCH3)0.94和C9H7.86O2.33(OCH3)1.41.(3)杉木磨木木质素中的脂肪族羟基(OHaliph)和酚羟基(OHph)数在每C9单元中分别是0.93和0.25,分别占总羟基的78.8%和21.2%."三北"一号杨磨木木质素中的脂肪族羟基(OHaliph)和酚羟基(OHph)数在每C9单元中分别是1.02和0.49,分别占总羟基的67.5%和32.5%.(4)杉木与"三北"一号杨磨木木质素在210nm附近的吸收波长基本相同.但在280nm附近杨树磨木木质素的吸收波长为280.2nm,而杉木磨木木质素由于愈疮木基丙烷产生了深色化效果,使吸收波长向长波长方向移动至282.2nm.(5)杉木的红外光谱吸收峰强度具有典型的针叶材特征,"三北"一号杨磨木木质素的红外光谱吸收峰强度与温带阔叶材的特征不完全吻合.(6)杉木和"三北"一号杨磨木木质素中每C9单元的β-O-4结构的平均质子数分别为0.33和0.50.β-5结构(苯基豆满香)中的平均H质子数量分别为0.23和0.16.β-β结构中Hα的平均质子数量分别为0.92和0.67.     

相思木EMCC硫酸盐浆氧脱木质素前后酶处理的影响研究

研究了酶处理对相思木EMCC(延伸改良连续蒸煮)硫酸盐浆(KP浆)氧脱木质素效果的影响。结果表明,由白腐菌直接合成的漆酶/木聚糖酶体系(LXS)预处理相思木EMCC硫酸盐浆的的适宜酶用量为7 IU/g;LXS预处理后浆料氧脱木质素的适宜反应时间、最高反应温度及用碱量分别为60 min、100℃和2.5%;利用LXS进行氧脱木质素后处理的适宜反应时间及酶用量分别为2 h和5 IU/g。SEM观察到经过酶处理后纤维表面及横切面出现大量的裂隙及孔隙,其中以酶后处理最为明显,为后续漂白中化学药品的渗透和漂白降解产物的溶出创造条件。     

木糖合成纳米木聚糖在抗菌材料中的应用研究

以木糖为原料,加入适量的山梨醇与柠檬酸,以高温聚合法制备低聚木糖;随后将其与氢氧化钠溶液混合反应制备纳米木聚糖。结果表明：当木糖、山梨醇、柠檬酸的物料比为18∶6∶1,处理温度为170℃,处理时间为1 h时,低聚木糖的产率最高;当碱液浓度3.5%,处理温度为60℃,处理时间为2 h时,制得的纳米木聚糖粒径较小。抗菌试验表明：纳米木聚糖在金黄色葡萄球菌和大肠杆菌中的抑菌圈直径分别为11 mm和12 mm,显示出良好的抗菌效果。     

桉木APMP制浆废液中主要有机组分的热解特性

采用高温静态水平管式炉对桉木碱性过氧化氢机械浆(APMP)制浆废液固形物(ASLS)及其3种主要组分,即碱木质素(AL)、多糖(PLS)与木质素-碳水化合物复合体(LCC)在400~800℃进行快速热解,利用GC、GC/MS、FT-IR和SEM等手段,分析了各相热解产物组成与分布规律。结果表明,AL对ASLS热解液相产物得率影响较大,PLS对气相产物与固相产物得率的影响较大。ASLS热解产生H2能力较强而与组分热解关系不大,高温阶段PLS热解生成CO能力显著提高,AL热解产生烃类化合物的能力明显高于其他组分。ASLS热解液相产物中的苯环化合物主要源自于AL热解产生,酚类与稠环化合物主要源自于AL和LCC组分热解产生,而酮类、呋喃类和酸类则是由AL、LCC和PLS热解后共同产生。ASLS、AL、PLS和LCC热解半焦表观形貌的差异比较明显。     

C同位素标记法研究木质素与木聚糖的连接

以带13C标记的松柏醇葡萄糖苷作为木质素的前驱物,在β-葡萄糖苷酶、葡萄糖氧化酶、过氧化物酶的酶体系中,向木聚糖胶体中滴加松柏醇葡萄糖苷的溶液,得到木质素脱氢聚合物(DHP)与木聚糖的复合体,并用FT-IR、13CNMR对DHP-木聚糖复合体(DHPXC)进行分析。结果表明,DHPXC中,木质素结构单元之间主要通过β-O-4、β-β、β-5和β-1方式连接,而木质素与木聚糖之间可能通过苯甲酯键和苯甲醚键相连。     

CaO/MgO复合固体碱催化剂催化降解木质素的研究

在氧化镁载体上浸渍醋酸钙后烧结制备了CaO/MgO复合固体碱催化剂,所制固体碱催化剂的表面碱度与催化剂制备条件有关:当CaO/MgO比值为0.08、在700℃下煅烧时间24 h时制得的催化剂表面碱度可达到30.2 mmol/g。以该固体碱催化剂催化木质素中醚键断裂反应,测试结果表明木质素降解产物重均相对分子质量(Mw)可从3 000降低至800以下,羟值由200 mg/g增加至480 mg/g左右。FT-IR表征结果表明降解产物中醚键含量明显减少,羟基含量增多。     

漆酶处理对未漂硫酸盐浆抗张强度和纤维表面的影响

探讨了漆酶处理对未漂硫酸盐浆抗张强度的影响,研究了漆酶处理的主要工艺参数对纸页湿抗张强度的影响;并采用扫描电镜(SEM)对漆酶处理前后纤维表面微细结构的变化进行了研究。结果表明,漆酶可以改善纸浆的湿抗张强度,但对于抗张强度不起作用;提高纸浆湿强度的最佳酶促反应条件为:酶用量16U(以每克绝干浆计),温度45℃,pH值4.5,处理时间2h。扫描电镜分析表明,漆酶处理使得纤维表面变得粗糙,纤维之间产生了黏结性,湿强度得以提高。     

木质素聚醚非离子表面活性剂的合成与性能研究

以造纸废液中回收的碱木质素为原料通过与环氧丙烷和环氧乙烷的烷氧化反应,合成了木质素聚醚非离子表面活性剂.得到的产物在不同pH值条件下均具有较好的溶解性,使用红外光谱分析对产物的结构进行了表征,使用紫外光谱定量分析方法测定了产物中木质素的含量,并对其表面活性、亲水亲油平衡(HLB)值、浊点、增容性等性能进行了测试.当 n (木质素羟基)∶ n (环氧丙烷)为1∶10,产物对苯的增容性能为0.75mL/g,泡沫高度110mm,HLB值为14.7,浊点为42.7℃,木质素聚醚质量分数2.5%时,表面张力可达到37.0mN/m,测试数据证明合成的木质素非离子表面活性剂具有良好的表面活性.     

银杏LCC制备多孔生物载体及在人体肝细胞培养中的应用

以银杏木质素-碳水化合物复合体(LCC)为原料,通过洗脱支架的方法制备医用多孔生物载体,并利用红外光谱、液相色谱、核磁共振波谱及扫描电子显微镜对该生物载体的主要成分含量、化学结构以及表面形态进行分析。结果表明:以银杏LCC为原料可以制备性能优良的生物载体。该载体不仅含有愈创木基型苯丙烷结构单元,而且糖组分中对人体肝细胞有较高生物相容性的半乳糖和甘露糖分别占3.30%和21.94%。制备的多孔生物载体孔隙率可达60%以上,平均孔径约为130μm。用多孔生物载体进行人体肝细胞培养,发现人体肝细胞能够成功地在银杏LCC多孔生物载体上生长,且细胞增殖较快,白蛋白分泌和葡萄糖代谢活性的测定结果表明肝细胞具有较高的代谢活性。研究结果表明银杏LCC多孔生物载体具有良好的生物相容性。     

羟丙基化碱木质素的制备及其对纤维素酶水解的影响

以碱木质素(AL)为原料制备羟丙基化碱木质素(HL),研究HL对纤维素酶的非生产性吸附性能的影响机制,并进一步探讨其对纤维素的酶水解得率的影响。Zeta电位滴定、X射线光电子能谱以及疏水性的测试结果表明:AL经过羟丙基化改性后表面特性发生改变,表面负电荷增加(Zeta电位由+35.0 mV降至-44.8 mV);表面元素分布及化学键组成发生了较大的变化,C—O和■键强度增加,疏水性减弱(疏水度由106.60 L/g减小为4.30 L/g),使得木质纤维素底物对纤维素酶的非生产性吸附减弱,进而显著提高纤维素酶水解效率。以10 U/g纤维素酶水解0.4 g/L微晶纤维素72 h,添加4 g/L的HL时游离酶蛋白质量分数为11.65%,相比4 g/L的AL提高152%;添加4 g/L的HL时酶水解得率为54.38%,相比4 g/L的AL提高32.09%。     

磺化麦草碱木质素的结构特征及其作为混凝土减水剂的性能

研究了碱法制浆副产物麦草碱木质素的磺化产品磺化碱木质素(SWSL)作为混凝土减水剂使用的性能,掺量(相时于水泥的质量分数,下同)为0.25%时,掺SWSL的混凝土减水率达13.5%,较掺木质素磺酸钙(CLS)的(10.2%)高,混凝土3天和7天龄期抗压强度比仅为113%和105%,较掺CLS的(134%和125%)低.SWSL在水泥浆碱性溶液中具有较好起泡性和泡沫稳定性,有较高的减水率,但泡径较粗且分布不均匀,最大泡径为2 mm,导致硬化砂浆密度减小,孔径小于0.01 mm的气孔比例相对较少,孔径在0.01～0.05 mm范围的较多,抗压强度下降.SWSL的磺化度为1.1 mmol/g,重均相对分子质量(MW)为4 424,较木钙(11 370)低.较低的磺化度使SWSL的分散性能比木钙差.     

木质素模型化合物香草醛Mannich反应及其产物化学结构表征

以木质素模型化合物香草醛、二乙醇胺及多聚甲醛为原料,1,4-二氧杂环己烷为溶剂,通过Mannich反应合成了香草醛胺基多元醇,研究了物料配比、反应温度、时间及溶剂用量等因素对Mannich反应的影响。实验结果表明:反应物料按物质的量比n(香草醛)∶n(甲醛)∶n(二乙醇胺)1∶1∶1,甲醛与二乙醇胺60℃反应2 h生成1,3-氧氮杂环戊烷,再将其滴入香草醛中,80℃反应3 h,二氧六环溶剂用量为100 mL/mol(以香草醛的物质的量计),二乙醇胺的转化率最高可达到84.92%。采用HPLC、LC-MS、FT-IR及1H NMR表征了香草醛胺基多元醇的化学结构,相对分子质量269。     

碱木质素和PUF的降解产物对聚氨酯材料结构和性能的影响

以碱木质素和聚氨酯泡沫(PUF)的降解产物为添加剂制备复合聚氨酯泡沫材料,并表征了微观结构、表观密度、压缩性能、保温性能等。结果显示,碱木质素可提高与复合基体之间的相容性,原因是其存在强烈的氢键缔合作用。扫描电镜测试显示,碱木质素和PUF的降解产物对材料的微观结构有很大的影响,加入碱木质素有利于提高压缩模量,其压缩模量为146.44 MPa,加入PUF的降解产物会降低压缩模量,其压缩模量为101.59 MPa,而没有加碱木素也没有加PUF降解产物的其压缩模量108.53 MPa。PUF的降解产物的添加降低了样品的保温性能,加入PUF的降解产物的样品的导热系数为PUF降解产物的样品的导热系数为0.032 5 W/(m.K)而不加PUF降解产物的样品的导热系数为0.022 6 W/(m.K)。