生物质化工与材料(黄进)（第二版）

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