植物纤维化学（第五版）（中国轻工业“十三五”规划教材）

大中专理科化工造纸专业本科技术基础教材。新华书店全新正版书籍

裴继诚著 / 中国轻工业出版社 / 2020-05 / 其他

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植物纤维化学（第五版）（中国轻工业“十三五”规划教材）
作者: 裴继诚著

出版社: 中国轻工业出版社

出版时间: 2020-05

ISBN: 9787518428892

定价: 60.00

装帧: 其他
内容简介：

“植物纤维化学”主要研究植物纤维原料的生物结构及其所含各组分，特别是纤维素、半纤维素和木素三种主要组分的化学组成、化学结构、物理和化学性质。纤维素、半纤维素和木素是地球上最古老的天然高分子，是自然界中最丰富的可再生资源。随着近代科学的发展及先进测试仪器应用，正在揭示植物纤维原料的微观结构而进入微观世界，对于各组成的化学及物理结构、性质及其利用进入到深化研究阶段，从而对改善造纸的生产技术和产品性能有长足进展。

本教材结构和内容安排如下：

第一章植物纤维原料的化学成分及生物结构，首先介绍了植物原料的分类与命名，进而重点阐述了植物纤维原料的化学成分、生物结构和细胞结构。该章对纤维形态参数及对纸张（浆）强度的影响做了专门介绍，新增了纤维的卷曲指数（Curl Index）和纤维的扭结指数（Kink index）等概念的阐述。并对植物细胞壁的微细结构和主要化学组成在细胞壁中分布做了系统地阐述。

第二章木素，在叙述木素在植物体内的分布与生物合成机理的基础上，介绍了木素的分离、提取与检测，继而重点阐述了木素的化学结构、物理性质和化学性质。该章对木素-碳水化合物复合体（LCC）存在与分离做了专门介绍，对蒸煮和漂白过程中木素的亲

作者简介：

裴继诚，天津科技大学教授，2007年：《植物纤维化学》课程评为校级精品课，为该课程负责人。2009年：《植物纤维化学》课程评为市级精品课，为该课程负责人。2009年2010年：分别由教指委和天津市推荐申报精品课。2011/2012/2013/2014/2015连续五年指导的本科生毕业论文被评为天津科技大学优秀论文。

目录：

第一章植物纤维原料的生物结构与化学组成1

第一节植物界的基本类群和分类1

一、植物的分类及拉丁学名1

二、造纸植物纤维原料的分类3

第二节植物纤维原料的化学组成4

一、植物纤维原料的主要化学组成5

二、植物纤维原料的少量组成10

三．常用植物纤维原料的化学组成22

第三节木材纤维原料的生物结构及细胞形态30

一．树木的宏观结构30

二．植物纤维与细胞壁的构造33

三．针叶材的生物结构、细胞类型、含量及形态39

四、阔叶材的生物结构、细胞类型、含量及形态43

五．针叶材与阔叶材生物结构的区别47

第四节非木材纤维原料的生物结构及细胞形态48

一．禾本科植物茎秆的生物结构与细胞形态48

二．其他非木材纤维原料的纤维形态53

第五节纤维形态参数与纸张（浆）性能的关系58

一．纤维的长、宽度58

二．壁腔比62

三．纤维的粗度（Coarseness）63

四．纤维的卷曲指数（Curl Index）63

五．纤维的扭结指数（Kink index）64

六．细小纤维（Fines）65

第六节植物细胞壁的微细结构65

一．木材纤维细胞壁的微细结构66

二、非木材纤维细胞壁的微细结构74

三．其他细胞的微细结构76

四．主要?学组成在细胞壁各层中分布79

习题与思考题86

主要参考文献87

第二章木素89

第一节木素概述89

一、木素的存在89

二、木素的生物合成89

（一）木素先驱体的生物合成89

（二）木素先驱体的脱氢聚合91

第二节木素的分离与精制93

一、从植物原料中分离木素93

二、从纸浆中分离木素95

三、从制浆废液中分离木素与提纯96

（一）分离木素96

（二）工业木素提纯97

四、木素-碳水化合物复合体的分离97

第三节木素的定量方法98

一、Klason木素和酸溶木素的测定98

二、溶解木素的测定99

三、基于氧化剂消耗量的木素定量方法99

第四节木素的化学结构及其研究方法100

一、木素的结构单元100

（一）湿法化学法101

（二）光谱分析法105

（三）色谱分析法115

三、木素的官能团115

（一）元素分析115

（二）羟基116

（三）羰基118

（四）羧基118

（五）碳-碳双键118

（六）木材类天然木素官能团含量118

（七）工业木素官能团含量119

四、木素结构单元间连接键类型119

五、木素-碳水化合物复合体120

（一）木素-碳水化合物复合体的存在120

（二）木素-碳水化合物之间的连接键类型121

六、木素结构模型图123

第五节木素的物理性质124

一、一般物理性质124

二、木素的相对分子量及分子的聚集状态128

第六节木素的化学反应131

一、木素结构单元的化学反应性能131

二、木素的亲核反应131

（一）常用于木素亲核反应的试剂131

（二）木素的结构单元在酸、碱介质中的变化规律132

（三）木素在碱性蒸煮中的反应136

（四）木素在酸性蒸煮中的反应150

四、木素的亲电取代反应155

（一）木素亲电取代反应的特点155

（二）氯与木素的反应156

（三）木素的硝化反应156

五、木素的氧化反应156

（一）次氯酸盐与木素的反应157

（二）二氧化氯与木素的反应157

（三）过氧化氢与木素的反应160

（四）氧与木素的反应?164

（五）臭氧与木素的作用168

六、木素的还原反应170

（一）连二亚硫酸钠171

（二）甲脒亚磺酸172

七、木素的颜色反应及其呈色机理174

（一）呈色试剂174

（二）呈色机理及呈色反应的应用174

第七节木素的生物降解反应175

第八节木素的改性及其利用178

一、木素磺化改性179

（一）亚硫酸盐法制浆废液中的磺酸盐179

（二）碱木素改性磺酸盐179

（三）木素磺酸盐应用180

二、木素聚合改性181

三、木素胺化改性182

（一）胺化木素的制备182

（二）胺化木素的应用183

四、木素接枝改性184

五、木素降解184

（一）香草醛（香兰素）及其衍生物184

（二）二甲基亚砜185

（三）制造苯酚186

六、木素制备碳纤维186

习题与思考题188

主要参考文献189

第三章纤维素192

概述192

第一节纤维素的结构193

一、纤维素的分子结构―― 一次结构193

二、纤维素的聚集态结构――二次结构197

三、纤维素纤维的形态结构――三次结构220

第二节纤维素的相对分子质量和聚合度221

一、概述221

二、常用的统计平均相对分子质量和平均聚合度222

三、纤维素的相对分子质量和平均聚合度测定方法224

四、纤维素的多分散性与相对分子质量分布及其测定227

第三节纤维素的自然与生物合成231

一、纤维素的自然生物合成231

二、细菌纤维素（Bacterial cellulose）233

第四节纤维素的化学合成234

一、纤维寡糖的合成235

二、通过开环反应合成纤维素242

第五节纤维素的物理和物理化学性质243

一、纤维素纤维的吸湿与解吸243

二、纤维素的润胀与溶解244

三、纤维素纤维的表面电化学性质246

第六节纤维素的可及度与反应性247

一、纤维素的可及度与反应性247

二、纤维素的多相反应与均相反应250

三、纤维素的预处理（提高纤维素可及度和反应性的途径）252

第七节纤维素的降解反应253

一、纤维素的酸水解降解254

二、纤维素的酶水解降解256

三、纤维素的碱性降解257

四、纤维素的热降解259

五、纤维素的机械降解263

六、纤维素的光化学降解264

七、纤维素的离子辐射降解266

第八节纤维素纤维的化学反应与化学改性268

一、纤维素的酯化反应268

二、纤维素的醚化反应279

三．纤维素的氧化285

四、纤维素的脱氧-卤代292

五、纤维素的接枝共聚与交联294

第九节纤维素溶剂299

一、水体系的溶剂299

二、非水体系的溶剂303

三、离子液体306

第十节纤维素功能材料309

一、微晶纤维素309

二、纳米纤维素309

三、液晶纤维素312

四、医用纤维素313

五、纤维素膜材料314

六、吸附分离纤维素材料315

七、高吸水性纤维素材料316

第十一节木质纤维素原料制取燃料乙醇317

一、木质纤维素原料的降解317

二、生物发酵制备燃料乙醇318

三、乙醇回收320

习题与思考题320

主要参考文献321

第四章半纤维素327

第一节概述327

第二节半纤维素的命名与分布328

一、半纤维素的命名328

二、半纤维素的命名法329

三、半纤维素在细胞壁中的分布330

四、半纤维素与植物细胞壁中其他组分之间的连接333

第三节半纤维素的生物合成334

第四节半纤维素的分离与提取336

一、研究用半纤维素的分离与提取336

二、工业半纤维素（低聚糖、单糖）的提取341

第五节半纤维素的化学结构343

一、针叶木半纤维素的类型及化学结构式343

二、阔叶木半纤维素的类型及化学结构式347

三、禾本科植物半纤维素的类型及化学结构式354

第六节半纤维素的聚集态结构和物理性质356

一、分支度和聚集态356

二、聚合度和溶解度357

第七节半纤维素的化学性质360

一、半纤维素的酸性水解360

二、半纤维素的碱性降解361

三、半纤维素的酶降解364

四、半纤维素在化学制浆中的变化367

五、半纤维素的化学改性374

第八节半纤维素对纤维素相关产品的影响381

一、对制浆造纸过程和纸张性能的影响381

二、对溶解浆和纤维素衍生物性能的影响388

三、对纺织用植物纤维的影响391

第九节半纤维素的综合利用392

一、制浆废液?半纤维素降解产物的利用392

二、用半纤维素降解产生的单糖生产化学品393

三、半纤维素的催化转化395

四、半纤维素的生物转化397

五、半纤维素基功能材料制备402

六、其他利用408

习题与思考题411

主要参考文献412

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“植物纤维化学”课程是轻化工程专业制浆造纸方向的专业技术基础课，也是最为重要的必修课程之一。从课程体系来讲，本课程作为专业核心课程，起着承前启后的作用，对前承的无机与分析化学、有机化学、物理化学和化工原理等课程而言，是这些课程知识在植物纤维方面的具体综合应用，而对于后续课程，如制浆原理与工程、造纸原理与工程和制浆造纸工程装备等课程，又起到专业化学知识的基础准备作用。
本教材结构和内容共包括四章。第一章植物纤维原料的生物结构与化学组成、第二章木素、第三章纤维素、第四章半纤维素。
本教材适合轻化工程专业本科生、研究生使用，也可供从事制浆造纸工程领域技术人员、从事生物质精炼研究人员参考。
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