第一章 植物纖維原料的生物結(jié)構(gòu)與化學(xué)組成…………………………………………………1
第一節(jié) 植物界的基本類群和分類…………………………………………………………1
一、植物的分類及拉丁學(xué)名……………………………………………………………1
二、造紙植物纖維原料的分類…………………………………………………………3
第二節(jié) 植物纖維原料的化學(xué)組成…………………………………………………………4
一、植物纖維原料的主要化學(xué)組成……………………………………………………5
二、植物纖維原料的少量組成…………………………………………………………10
三．常用植物纖維原料的化學(xué)組成……………………………………………………22
第三節(jié) 木材纖維原料的生物結(jié)構(gòu)及細(xì)胞形態(tài)……………………………………………30
一．樹(shù)木的宏觀結(jié)構(gòu)……………………………………………………………………30
二．植物纖維與細(xì)胞壁的構(gòu)造…………………………………………………………33
三．針葉材的生物結(jié)構(gòu)、細(xì)胞類型、含量及形態(tài)………………………………………39
四、闊葉材的生物結(jié)構(gòu)、細(xì)胞類型、含量及形態(tài)………………………………………43
五．針葉材與闊葉材生物結(jié)構(gòu)的區(qū)別…………………………………………………47
第四節(jié) 非木材纖維原料的生物結(jié)構(gòu)及細(xì)胞形態(tài)…………………………………………48
一．禾本科植物莖稈的生物結(jié)構(gòu)與細(xì)胞形態(tài)…………………………………………48
二．其他非木材纖維原料的纖維形態(tài)…………………………………………………53
第五節(jié) 纖維形態(tài)參數(shù)與紙張（漿）性能的關(guān)系…………………………………………58
一．纖維的長(zhǎng)、寬度……………………………………………………………………58
二．壁腔比………………………………………………………………………………62
三．纖維的粗度（Coarseness）………………………………………………………63
四．纖維的卷曲指數(shù)（Curl Index）……………………………………………………63
五．纖維的扭結(jié)指數(shù)（Kink index）……………………………………………………64
六．細(xì)小纖維（Fines）…………………………………………………………………65
第六節(jié) 植物細(xì)胞壁的微細(xì)結(jié)構(gòu)……………………………………………………………65
一．木材纖維細(xì)胞壁的微細(xì)結(jié)構(gòu)………………………………………………………66
二、非木材纖維細(xì)胞壁的微細(xì)結(jié)構(gòu)……………………………………………………74
三．其他細(xì)胞的微細(xì)結(jié)構(gòu)………………………………………………………………76
四．主要?學(xué)組成在細(xì)胞壁各層中分布………………………………………………79
習(xí)題與思考題………………………………………………………………………………86
主要參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………………87
第二章 木素………………………………………………………………………………………89
第一節(jié) 木素概述……………………………………………………………………………89
一、木素的存在…………………………………………………………………………89
二、木素的生物合成……………………………………………………………………89
（一）木素先驅(qū)體的生物合成……………………………………………………89
（二）木素先驅(qū)體的脫氫聚合……………………………………………………91
第二節(jié) 木素的分離與精制…………………………………………………………………93
一、從植物原料中分離木素……………………………………………………………93
二、從紙漿中分離木素…………………………………………………………………95
三、從制漿廢液中分離木素與提純……………………………………………………96
（一）分離木素……………………………………………………………………96
（二）工業(yè)木素提純………………………………………………………………97
四、木素-碳水化合物復(fù)合體的分離…………………………………………………97
第三節(jié) 木素的定量方法……………………………………………………………………98
一、Klason木素和酸溶木素的測(cè)定…………………………………………………98
二、溶解木素的測(cè)定……………………………………………………………………99
三、基于氧化劑消耗量的木素定量方法………………………………………………99
第四節(jié) 木素的化學(xué)結(jié)構(gòu)及其研究方法…………………………………………………100
一、木素的結(jié)構(gòu)單元…………………………………………………………………100
（一）濕法化學(xué)法………………………………………………………………101
（二）光譜分析法………………………………………………………………105
（三）色譜分析法………………………………………………………………115
三、木素的官能團(tuán)……………………………………………………………………115
（一）元素分析…………………………………………………………………115
（二）羥基………………………………………………………………………116
（三）羰基………………………………………………………………………118
（四）羧基………………………………………………………………………118
（五）碳-碳雙鍵…………………………………………………………………118
（六）木材類天然木素官能團(tuán)含量……………………………………………118
（七）工業(yè)木素官能團(tuán)含量……………………………………………………119
四、木素結(jié)構(gòu)單元間連接鍵類型……………………………………………………119
五、木素-碳水化合物復(fù)合體…………………………………………………………120
（一）木素-碳水化合物復(fù)合體的存在…………………………………………120
（二）木素-碳水化合物之間的連接鍵類型……………………………………121
六、木素結(jié)構(gòu)模型圖…………………………………………………………………123
第五節(jié) 木素的物理性質(zhì)…………………………………………………………………124
一、一般物理性質(zhì)……………………………………………………………………124
二、木素的相對(duì)分子量及分子的聚集狀態(tài)…………………………………………128
第六節(jié) 木素的化學(xué)反應(yīng)…………………………………………………………………131
一、木素結(jié)構(gòu)單元的化學(xué)反應(yīng)性能…………………………………………………131
二、木素的親核反應(yīng)…………………………………………………………………131
（一）常用于木素親核反應(yīng)的試劑……………………………………………131
（二）木素的結(jié)構(gòu)單元在酸、堿介質(zhì)中的變化規(guī)律…………………………132
（三）木素在堿性蒸煮中的反應(yīng)………………………………………………136
（四）木素在酸性蒸煮中的反應(yīng)………………………………………………150
四、木素的親電取代反應(yīng)……………………………………………………………155
（一）木素親電取代反應(yīng)的特點(diǎn)………………………………………………155
（二）氯與木素的反應(yīng)…………………………………………………………156
（三）木素的硝化反應(yīng)…………………………………………………………156
五、木素的氧化反應(yīng)…………………………………………………………………156
（一）次氯酸鹽與木素的反應(yīng)…………………………………………………157
（二）二氧化氯與木素的反應(yīng)…………………………………………………157
（三）過(guò)氧化氫與木素的反應(yīng)…………………………………………………160
（四）氧與木素的反應(yīng)………………………………………………………?164
（五）臭氧與木素的作用………………………………………………………168
六、木素的還原反應(yīng)…………………………………………………………………170
（一） 連二亞硫酸鈉……………………………………………………………171
（二） 甲脒亞磺酸………………………………………………………………172
七、木素的顏色反應(yīng)及其呈色機(jī)理…………………………………………………174
（一）呈色試劑…………………………………………………………………174
（二）呈色機(jī)理及呈色反應(yīng)的應(yīng)用……………………………………………174
第七節(jié) 木素的生物降解反應(yīng)……………………………………………………………175
第八節(jié) 木素的改性及其利用……………………………………………………………178
一、木素磺化改性……………………………………………………………………179
（一）亞硫酸鹽法制漿廢液中的磺酸鹽………………………………………179
（二）堿木素改性磺酸鹽………………………………………………………179
（三）木素磺酸鹽應(yīng)用…………………………………………………………180
二、木素聚合改性……………………………………………………………………181
三、木素胺化改性……………………………………………………………………182
（一）胺化木素的制備…………………………………………………………182
（二）胺化木素的應(yīng)用…………………………………………………………183
四、木素接枝改性……………………………………………………………………184
五、木素降解…………………………………………………………………………184
（一）香草醛（香蘭素）及其衍生物…………………………………………184
（二）二甲基亞砜………………………………………………………………185
（三）制造苯酚…………………………………………………………………186
六、木素制備碳纖維…………………………………………………………………186
習(xí)題與思考題………………………………………………………………………………188
主要參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………………189
第三章 纖維素…………………………………………………………………………………192
概述…………………………………………………………………………………………192
第一節(jié) 纖維素的結(jié)構(gòu)……………………………………………………………………193
一、纖維素的分子結(jié)構(gòu)-- 一次結(jié)構(gòu)………………………………………………193
二、纖維素的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)--二次結(jié)構(gòu)……………………………………………197
三、纖維素纖維的形態(tài)結(jié)構(gòu)--三次結(jié)構(gòu)…………………………………………220
第二節(jié) 纖維素的相對(duì)分子質(zhì)量和聚合度………………………………………………221
一、概述………………………………………………………………………………221
二、常用的統(tǒng)計(jì)平均相對(duì)分子質(zhì)量和平均聚合度…………………………………222
三、纖維素的相對(duì)分子質(zhì)量和平均聚合度測(cè)定方法………………………………224
四、纖維素的多分散性與相對(duì)分子質(zhì)量分布及其測(cè)定……………………………227
第三節(jié) 纖維素的自然與生物合成………………………………………………………231
一、纖維素的自然生物合成…………………………………………………………231
二、細(xì)菌纖維素（Bacterial cellulose）…………………………………………233
第四節(jié) 纖維素的化學(xué)合成………………………………………………………………234
一、纖維寡糖的合成…………………………………………………………………235
二、通過(guò)開(kāi)環(huán)反應(yīng)合成纖維素………………………………………………………242
第五節(jié) 纖維素的物理和物理化學(xué)性質(zhì)…………………………………………………243
一、纖維素纖維的吸濕與解吸………………………………………………………243
二、纖維素的潤(rùn)脹與溶解……………………………………………………………244
三、纖維素纖維的表面電化學(xué)性質(zhì)…………………………………………………246
第六節(jié) 纖維素的可及度與反應(yīng)性………………………………………………………247
一、纖維素的可及度與反應(yīng)性………………………………………………………247
二、纖維素的多相反應(yīng)與均相反應(yīng)…………………………………………………250
三、纖維素的預(yù)處理（提高纖維素可及度和反應(yīng)性的途徑）……………………252
第七節(jié) 纖維素的降解反應(yīng)………………………………………………………………253
一、纖維素的酸水解降解……………………………………………………………254
二、纖維素的酶水解降解……………………………………………………………256
三、纖維素的堿性降解………………………………………………………………257
四、纖維素的熱降解…………………………………………………………………259
五、纖維素的機(jī)械降解………………………………………………………………263
六、纖維素的光化學(xué)降解……………………………………………………………264
七、纖維素的離子輻射降解…………………………………………………………266
第八節(jié) 纖維素纖維的化學(xué)反應(yīng)與化學(xué)改性……………………………………………268
一、纖維素的酯化反應(yīng)………………………………………………………………268
二、纖維素的醚化反應(yīng)………………………………………………………………279
三．纖維素的氧化……………………………………………………………………285
四、纖維素的脫氧-鹵代………………………………………………………………292
五、纖維素的接枝共聚與交聯(lián)………………………………………………………294
第九節(jié) 纖維素溶劑………………………………………………………………………299
一、水體系的溶劑……………………………………………………………………299
二、非水體系的溶劑…………………………………………………………………303
三、離子液體…………………………………………………………………………306
第十節(jié) 纖維素功能材料…………………………………………………………………309
一、微晶纖維素………………………………………………………………………309
二、納米纖維素………………………………………………………………………309
三、液晶纖維素………………………………………………………………………312
四、醫(yī)用纖維素………………………………………………………………………313
五、纖維素膜材料……………………………………………………………………314
六、吸附分離纖維素材料……………………………………………………………315
七、高吸水性纖維素材料……………………………………………………………316
第十一節(jié) 木質(zhì)纖維素原料制取燃料乙醇………………………………………………317
一、木質(zhì)纖維素原料的降解…………………………………………………………317
二、生物發(fā)酵制備燃料乙醇…………………………………………………………318
三、乙醇回收…………………………………………………………………………320
習(xí)題與思考題………………………………………………………………………………320
主要參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………………321

第四章 半纖維素………………………………………………………………………………327
第一節(jié) 概述………………………………………………………………………………327
第二節(jié) 半纖維素的命名與分布…………………………………………………………328
一、半纖維素的命名…………………………………………………………………328
二、半纖維素的命名法………………………………………………………………329
三、半纖維素在細(xì)胞壁中的分布……………………………………………………330
四、半纖維素與植物細(xì)胞壁中其他組分之間的連接………………………………333
第三節(jié) 半纖維素的生物合成……………………………………………………………334
第四節(jié) 半纖維素的分離與提取…………………………………………………………336
一、研究用半纖維素的分離與提取…………………………………………………336
二、工業(yè)半纖維素（低聚糖、單糖）的提取………………………………………341
第五節(jié) 半纖維素的化學(xué)結(jié)構(gòu)……………………………………………………………343
一、針葉木半纖維素的類型及化學(xué)結(jié)構(gòu)式…………………………………………343
二、闊葉木半纖維素的類型及化學(xué)結(jié)構(gòu)式…………………………………………347
三、禾本科植物半纖維素的類型及化學(xué)結(jié)構(gòu)式……………………………………354
第六節(jié) 半纖維素的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)……………………………………………356
一、分支度和聚集態(tài)…………………………………………………………………356
二、聚合度和溶解度…………………………………………………………………357
第七節(jié) 半纖維素的化學(xué)性質(zhì)……………………………………………………………360
一、半纖維素的酸性水解……………………………………………………………360
二、半纖維素的堿性降解……………………………………………………………361
三、半纖維素的酶降解………………………………………………………………364
四、半纖維素在化學(xué)制漿中的變化…………………………………………………367
五、半纖維素的化學(xué)改性……………………………………………………………374
第八節(jié) 半纖維素對(duì)纖維素相關(guān)產(chǎn)品的影響……………………………………………381
一、對(duì)制漿造紙過(guò)程和紙張性能的影響……………………………………………381
二、對(duì)溶解漿和纖維素衍生物性能的影響…………………………………………388
三、對(duì)紡織用植物纖維的影響………………………………………………………391
第九節(jié) 半纖維素的綜合利用……………………………………………………………392
一、制漿廢液?半纖維素降解產(chǎn)物的利用…………………………………………392
二、用半纖維素降解產(chǎn)生的單糖生產(chǎn)化學(xué)品………………………………………393
三、半纖維素的催化轉(zhuǎn)化……………………………………………………………395
四、半纖維素的生物轉(zhuǎn)化……………………………………………………………397
五、半纖維素基功能材料制備………………………………………………………402
六、 其他利用…………………………………………………………………………408
習(xí)題與思考題………………………………………………………………………………411
主要參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………………412