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第1章 生物质化工及材料概述1

1.1生物质化工技术及发展趋势2

1.1.1生物质化工概述3

1.1.2生物质化工技术的现状3

1.1.3生物质绿色化工技术4

1.1.4生物质化工的发展方向6

1.2生物质材料及发展趋势6

1.2.1 生物质材料的定义7

1.2.2生物质材料的特征7

1.2.3生物质材料的应用8

1.2.4生物质材料的发展方向9

参考文献9

第2章 生物质化工技术12

2.1生物质直接燃烧技术12

2.1.1生物质直接燃烧技术的特点13

2.1.2直接燃烧技术14

2.1.3生物质与煤混合燃烧技术15

2.1.4生物质直接燃烧技术存在的问题15

2.2生物质热解技术16

2.2.1生物质热解机理16

2.2.2生物质热解的动力学18

2.2.3生物质热解影响因素20

2.2.4生物质热解工艺类型21

2.2.5生物质快速热解技术及研究开发现状22

2.2.6生物质热解技术产业化需解决的问题25

2.3生物质液化技术25

2.3.1生物质液化技术类型25

2.3.2生物质快速热解液化26

2.3.3生物质高压液化29

2.3.4生物质与煤共液化研究33

2.4生物质气化技术33

2.4.1生物质气化技术的发展33

2.4.2生物质气化原理34

2.4.3生物质气化工艺及设备34

2.4.4生物质气化的影响因素41

2.4.5生物质气化燃气的净化43

参考文献44

第3章 生物质制氢及相关技术47

3.1生物质热化学制氢技术48

3.1.1热化学制氢技术类型48

3.1.2生物质气化制氢49

3.1.3生物质热裂解制氢54

3.1.4生物质热解油重整制氢55

3.1.5生物质热化学制氢的影响因素55

3.1.6生物质制氢技术经济可行性分析56

3.2超临界水中生物质气化制氢技术56

3.2.1制氢机理57

3.2.2制氢反应动力学58

3.2.3超临界水中生物质制氢的影响因素59

3.2.4制氢工艺与主要设备61

3.3光催化重整生物质制氢技术62

3.3.1光催化重整生物质制氢63

3.3.2光催化重整乙醇制氢64

3.3.3光催化重整甲醇制氢65

3.4生物质乙醇水蒸气重整制氢技术67

3.4.1乙醇水蒸气重整反应的途径67

3.4.2乙醇水蒸气催化重整制氢反应热力学69

3.4.3乙醇水蒸气重整制氢反应动力学69

3.4.4乙醇水蒸气重整制氢反应催化剂70

参考文献72

第4章 生物质新能源的制备74

4.1燃料乙醇的生产技术74

4.1.1燃料乙醇的发展与应用75

4.1.2燃料乙醇生产的主要方法76

4.1.3生物质水解制取燃料乙醇技术77

4.2燃料甲醇的生产技术84

4.2.1生物质合成甲醇国内外研究现状84

4.2.2生物质合成燃料甲醇技术85

4.2.3生物质气化甲醇合成系统87

4.2.4生物质气化甲醇合成工艺91

4.3生物柴油的制备工艺93

4.3.1生物柴油的优缺点94

4.3.2生物柴油的生产方法95

4.3.3生物柴油在国内外的发展状况101

4.4生物油102

4.4.1生物油的化学组成102

4.4.2生物油的生产与精制103

4.4.3生物油的应用105

参考文献105

第5章 生物质制备平台化合物107

5.1生物质甘油制备1，3-丙二醇107

5.1.1 1，3-丙二醇的合成方法108

5.1.2甘油化学法转化为1，3-丙二醇109

5.2生物质制备糠醛110

5.2.1糠醛的生产技术111

5.2.2糠醛制备的影响因素112

5.3生物质制备新型平台化合物乙酰丙酸113

5.3.1乙酰丙酸的制备方法114

5.3.2生物质水解生成乙酰丙酸的机理117

5.3.3生物质水解生成乙酰丙酸的反应动力学118

5.3.4乙酰丙酸的提取方法119

参考文献120

第6章 木质纤维素生物质预处理技术121

6.1木质纤维素的组成与结构特征121

6.1.1纤维素121

6.1.2半纤维素122

6.1.3木质素123

6.2木质纤维素预处理的意义124

6.3木质纤维素原料的预处理技术124

6.3.1物理法125

6.3.2物理化学法128

6.3.3化学法131

6.3.4生物法136

6.3.5联合预处理技术136

参考文献138

第7章 生物合成聚合物及应用140

7.1聚羟基烷酸酯141

7.1.1聚羟基烷酸酯的种类141

7.1.2 PHA的生物合成142

7.1.3 PHA的物理性质144

7.1.4 PHA的生物学特征147

7.1.5 PHA的改性148

7.1.6 PHA的应用150

7.1.7 PHA的应用前景与展望151

7.2聚氨基酸151

7.2.1聚γ-谷氨酸151

7.2.2聚赖氨酸155

7.2.3蓝细菌肽157

7.2.4聚氨基酸的应用前景与展望158

参考文献159

第8章 生物质基聚酯的合成及应用160

8.1聚乳酸161

8.1.1聚乳酸的发展历史161

8.1.2聚乳酸的合成161

8.1.3聚乳酸的性能163

8.1.4聚乳酸的应用165

8.2聚丁二酸丁二醇酯167

8.2.1聚丁二酸丁二醇酯的发展史167

8.2.2聚丁二酸丁二醇酯的合成168

8.2.3 PBS的性质170

8.2.4 PBS的应用170

8.3展望171

参考文献171

第9章 纤维素及材料173

9.1纤维素的结构与性质173

9.1.1分子结构和分子量173

9.1.2聚集态结构174

9.1.3氢键结构174

9.1.4溶解性175

9.1.5液晶行为177

9.2纤维素的化学改性及应用177

9.2.1醚化反应177

9.2.2酯化反应178

9.2.3氧化反应180

9.2.4交联改性180

9.2.5接枝共聚改性181

9.2.6均相化学改性181

9.3再生纤维素材料183

9.3.1再生纤维素纤维183

9.3.2纤维素中空纤维185

9.3.3再生纤维素膜186

9.3.4其他纤维素材料187

9.4天然纤维及其复合材料187

9.4.1天然纤维的种类及性质188

9.4.2天然纤维的表面处理189

9.4.3天然纤维复合增强材料191

9.5纤维素纳米纤维复合材料193

9.5.1天然纤维素纳米纤维193

9.5.2细菌纤维素194

9.5.3静电纺丝纳米纤维194

参考文献195

第10章 淀粉及材料198

10.1淀粉的结构与性质198

10.1.1直链淀粉与支链淀粉198

10.1.2淀粉的结晶199

10.1.3淀粉的物化性质200

10.2淀粉及其改性材料201

10.2.1热塑性淀粉材料201

10.2.2化学改性淀粉材料203

10.2.3淀粉基共混材料208

10.2.4淀粉基复合材料213

10.3结论与展望216

参考文献216

第11章 海洋生物质聚多糖及材料218

11.1甲壳素和壳聚糖218

11.1.1甲壳素和壳聚糖的来源与结构218

11.1.2甲壳素和壳聚糖的化学改性219

11.1.3甲壳素和壳聚糖的应用222

11.2海藻酸及海藻酸盐228

11.2.1海藻酸及海藻酸盐的来源与结构228

11.2.2海藻酸及海藻酸盐的化学改性229

11.2.3海藻酸及海藻酸盐的应用231

参考文献239

第12章 天然聚多糖纳米晶及应用242

12.1天然聚多糖纳米晶的种类和性质242

12.1.1纤维素纳米晶243

12.1.2甲壳素纳米晶的制备与性质245

12.1.3淀粉纳米晶的制备与性质246

12.2天然聚多糖纳米晶的修饰247

12.2.1聚多糖纳米晶的物理修饰247

12.2.2聚多糖纳米晶的化学修饰248

12.3天然聚多糖纳米晶的应用251

12.3.1聚多糖纳米晶改性复合材料的增强机理模型252

12.3.2天然聚多糖纳米晶改性聚合物材料253

12.4天然聚多糖纳米晶功能材料及应用256

12.4.1聚多糖纳米晶模板合成无机纳米粒子256

12.4.2聚多糖纳米晶制备有机渗透膜257

12.4.3聚多糖纳米晶在凝胶复合材料中的制备及应用257

12.4.4聚多糖纳米晶在特殊功能材料领域的应用258

12.4.5聚多糖纳米晶在导电材料领域的应用260

12.4.6聚多糖纳米晶基液晶光学材料261

12.4.7聚多糖纳米晶在其他领域的应用262

参考文献264

第13章 木质素及改性材料266

13.1木质素的结构与性质266

13.1.1木质素的多级结构266

13.1.2木质素的物理性质271

13.1.3木质素的降解性276

13.1.4木质素的衍生化285

13.1.5木质素的接枝共聚288

13.2木质素复合材料290

13.2.1木质素酚醛树脂290

13.2.2木质素聚氨酯292

13.2.3木质素填充改性橡胶295

13.2.4木质素共混改性聚烯烃297

13.2.5木质素/天然高分子复合材料298

13.3木质素及材料的应用300

13.3.1木质素材料用作工程塑料300

13.3.2木质素材料用作泡沫和薄膜材料301

13.3.3木质素材料用作胶黏剂302

13.3.4木质素及其衍生物用作絮凝剂304

13.3.5木质素及其衍生物的其他用途305

13.4结论和展望306

参考文献306

第14章 天然橡胶及应用310

14.1天然橡胶的发展历史310

14.1.1国内外天然橡胶发展历史310

14.1.2天然橡胶大分子结构与性能的认知历程311

14.2天然橡胶的生物合成、分子结构及制备312

14.2.1天然橡胶的生物合成312

14.2.2天然橡胶的超分子结构——支化和凝胶315

14.2.3天然橡胶的制备316

14.2.4特种天然橡胶的制备316

14.3天然橡胶的结晶及理化性质317

14.3.1天然橡胶的低温结晶317

14.3.2天然橡胶的应变诱导结晶318

14.3.3天然橡胶的性能概述319

14.4天然橡胶的物理、化学改性及应用321

14.4.1物理改性321

14.4.2化学改性324

14.4.3天然橡胶的应用326

14.5其他天然橡胶328

14.5.1银菊橡胶328

14.5.2蒲公英橡胶328

14.5.3杜仲橡胶329

参考文献329

第15章 动物蛋白质及材料331

15.1丝蛋白质331

15.1.1蚕丝及其组成331

15.1.2蜘蛛丝及其组成332

15.1.3动物丝的力学性能333

15.1.4动物丝及丝蛋白的降解333

15.1.5动物丝及丝蛋白的应用335

15.2弹性蛋白质337

15.2.1弹性纤维的物理化学性质337

15.2.2弹性蛋白的制备和分析340

15.2.3弹性蛋白质材料的应用341

参考文献342

第16章 植物蛋白质及材料344

16.1常见的天然植物蛋白质344

16.1.1大豆蛋白质344

16.1.2玉米蛋白质345

16.1.3小麦蛋白质346

16.2植物蛋白质的物理和化学性质346

16.2.1蛋白质的物理性质346

16.2.2蛋白质的化学反应348

16.2.3蛋白质的接枝共聚350

16.3天然植物蛋白质材料350

16.3.1增塑和变性蛋白质材料351

16.3.2交联改性蛋白质材料352

16.3.3蛋白质共混材料354

16.3.4纳米复合蛋白质材料357

16.4植物蛋白质材料的应用359

16.4.1蛋白质降解材料359

16.4.2可食性薄膜和包装材料360

16.4.3蛋白质纤维和纳米纤维361

16.4.4蛋白质胶黏剂363

16.4.5蛋白质生物材料366

16.5结论和展望368

参考文献369

第17章 天然植物油及材料372

17.1天然油脂的结构及组成372

17.2植物油的直接聚合及其材料375

17.2.1植物油-乙烯基单体共聚塑料375

17.2.2蓖麻油型聚氨酯及互穿网络材料378

17.2.3基于甘油为原料的聚合物材料379

17.2.4植物油及对应脂肪酸聚合物381

17.3植物油化学改性及材料387

17.3.1聚酯387

17.3.2聚氨酯390

17.3.3丙烯酸/马来酸酐改性植物油乙烯基单体共聚塑料393

17.3.4环氧树脂394

17.3.5聚酰胺和聚酯酰胺395

17.3.6聚多酚396

17.4植物油复合材料及纳米复合材料397

17.5结论及展望399

参考文献399