生物质纳米材料的制备及其功能应用

图书标准信息

• 作者 潘明珠、连海兰 著
• 出版社 科学出版社
• 出版时间 2016-06
• 版次 01
• ISBN 9787030487490
• 定价 45.00元
• 装帧 平装
• 开本 16开
• 纸张 其他
• 页数 284页
• 字数 421千字
• 正文语种 简体中文

【内容简介】

在纳米科技以及纳米材料席卷全球的背景下，各行各业都揭起了纳米热。生物质是由植物、动物和微生物生命体合成得到的物质的总称，分为植物生物质、动物生物质和微生物生物质。其中植物生物质是地球上广泛存在的一类生物质，包括木材、竹材、藤材、灌木的根茎、农作物秸秆等等。它们是由纤维素、半纤维素和木质素组成的天然有机复合体，是具有众多细胞组成的生物结构。在生物质材料的组成构造和化学成分中，本身蕴含着丰富的纳米构造，通过相关技术手段和工艺，也能将这些生物结构转化成纳米材料。但是，生物质材料的结构和组成成分非常复杂，成分之间互相依存，给生物质材料的纳米化带来了很大的影响。本书以生物质材料为切入点，从生物质材料的纳米构造、特性出发，通过组分分离、组分的纳米化、以及所制备的纳米材料的功能应用的描述，系统介绍了生物质纳米材料的制备和功能化应用。

【目录】

章 纳米科技基础 1

1.1 纳米科技的基本术语 1

1.2 纳米科技 3

1.2.1 纳米科技概念的提出和发展 3

1.2.2 纳米科技的概念 5

1.2.3 纳米技术的内涵 6

1.2.4 纳米科技的研究范畴 7

1.2.5 纳米技术的价值链 7

1.3 纳米材料 8

1.3.1 纳米材料的发展 9

1.3.2 纳米材料的分类 9

1.3.3 纳米材料的制备 11

1.3.4 纳米材料的特 13

1.3.5 纳米材料的能 15

1.3.6 纳米材料的应用 19

参文献 22

第2章 典型生物质资源 24

2.1 生物质资源的特点 24

2.2 纤维素 26

2.2.1 纤维素的分子结构 26

2.2.2 纤维素的超分子结构 28

2.2.3 纤维素的质 33

2.3 半纤维素 37

2.3.1 半纤维素的分子结构 37

2.3.2 半纤维与其他物质的作用 38

2.3.3 半纤维素的质 39

2.4 木质素 42

2.4.1 木质素的分子结构 42

2.4.2 木质素-碳水化合物 43

2.4.3 木质素的质 45

2.5 甲壳素 51

2.5.1 甲壳素的分子结构 52

2.5.2 甲壳素的超分子结构 53

2.5.3 甲壳素的质 54

2.6 淀粉 57

2.6.1 淀粉的分子结构 58

2.6.2 淀粉的质 58

2.7 抽提物 59

2.8 无机物 60

参文献 61

第3章 植物纤维细胞壁的壁层结构和纳米构造 64

3.1 植物纤维细胞的种类和含量 64

3.1.1 针叶材细胞种类 65

3.1.2 阔叶材细胞种类 66

3.1.3 竹秆细胞种类 69

3.1.4 稻秸的细胞种类 70

3.1.5 麦秸的细胞种类 71

3.1.6 植物纤维细胞的形态 72

3.2 植物纤维细胞壁的壁层结构 73

3.2.1 胞间层 73

3.2.2 初生壁 74

3.2.3 次生壁 74

3.2.4 纹孔 74

3.3 细胞壁物质的形成过程 75

3.3.1 细胞壁物质的合成 75

3.3.2 细胞壁物质的堆积过程 77

3.4 细胞壁的超分子构造和纳米尺度 79

3.4.1 细胞壁的超分子构造 79

3.4.2 细胞壁的纳米构造单元 81

参文献 83

第4章 生物质材料的分离 85

4.1 少量成分的分离 85

4.1.1 有机溶剂抽提物 86

4.1.2 水抽提物 86

4.1.3 稀碱抽提物 86

4.2 纤维素的分离 87

4.2.1 物理 87

4.2.2 化学 89

4.3 木质素的分离 96

4.3.1 从生物质原料中分离木质素 97

4.3.2 从纸浆中分离木质素 106

4.3.3 从制浆废液中分离木质素 107

4.3.4 离子液体溶解木质素 113

4.4 半纤维素的分离 116

4.4.1 半纤维素分离前的准备 116

4.4.2 半纤维素的抽提 117

4.5 全组分分离 122

4.5.1 dmso/nmi溶剂体系 122

4.5.2 离子液体系 123

4.5.3 预处理后分级分离 126

参文献 127

第5章 生物质纳米纤维素及其功能化 130

5.1 纳米纤维素的概述 130

5.1.1 生物质材料中蕴藏的纳米纤维素 130

5.1.2 纳米纤维素的分类 131

5.1.3 纳米纤维素的特 133

5.2 纳米纤维素的制备方 136

5.2.1 纤维素纳米晶体的制备方 136

5.2.2 纤维素纳米纤丝的制备方 139

5.3 纳米纤维素的应用 146

5.3.1 纳米纤维素在增强聚合物中的应用 146

5.3.2 纳米纤维素在胶黏剂、涂料中的应用 152

5.3.3 纳米纤维素在气凝胶中的应用 155

5.3.4 纳米纤维素在薄膜材料中的应用 158

5.3.5 纳米纤维素在复合相变储能材料中的应用 160

5.3.6 纳米纤维素在电子行业中的应用 160

5.3.7 纳米纤维素在医学行业中的应用 164

5.3.8 纳米纤维素的其他用途 167

参文献 167

第6章 生物质纳米甲壳素/壳聚糖及其功能化 172

6.1 纳米甲壳素/壳聚糖的概述 172

6.2 纳米壳聚糖的制备方 172

6.2.1 共价交联 172

6.2.2 离子凝胶 173

6.2.3 大分子复合 173

6.2.4 凝聚/沉淀 175

6.2.5 乳滴聚结 176

6.2.6 乳化剂扩散 176

6.2.7 自组装 177

6.2.8 反相乳化盐析 178

6.3 纳米甲壳素/壳聚糖的应用 178

6.3.1 纳米甲壳素/壳聚糖在医学行业中的应用 178

6.3.2 纳米甲壳素/壳聚糖在环境保护中的应用 180

6.3.3 纳米甲壳素/壳聚糖在食品行业中的应用 182

6.3.4 纳米甲壳素/壳聚糖在农药行业中的应用 183

6.3.5 纳米甲壳素/壳聚糖在其他方面的应用 184

参文献 184

第7章 生物质纳米木质素及其功能化 188

7.1 木质素的胶体质 188

7.1.1 木质素在溶液中的分子构型 188

7.1.2 木质素胶体尺寸与聚集行为 190

7.1.3 木质素溶液的流变 195

7.2 纳米木质素的定义、特征 196

7.2.1 微纳米尺寸木质素颗粒在酸液中的表现 196

7.2.2 微纳米尺寸木质素颗粒在碱液中的表现 198

7.3 纳米木质素的制备 198

7.3.1 超临界反溶剂 198

7.3.2 酸碱沉淀 198

7.3.3 超声化学 201

7.3.4 离子溶液 201

7.3.5 静电纺丝 202

7.3.6 其他方 204

7.4 纳米木质素的应用 205

7.4.1 木质素纳米碳纤维 205

7.4.2 纳米木质素/聚合物混合制备纺丝液 206

7.4.3 纳米木质素/橡胶复合材料 209

7.4.4 纳米木质素薄膜 210

7.4.5 纳米木质素在环境保护中的应用 211

7.4.6 纳米木质素的其他用途 212

参文献 212

第8章 生物质纳米二氧化硅及其功能化 215

8.1 生物矿化 215

8.1.1 生物矿化的定义 215

8.1.2 生物矿化过程 216

8.1.3 生物矿化的成长机制 217

8.2 硅的生物矿化 218

8.2.1 生物质二氧化硅的结构 218

8.2.2 二氧化硅矿化结构的自组装机制 222

8.3 生物质纳米二氧化硅的制备 224

8.3.1 稻壳制备生物质纳米二氧化硅 224

8.3.2 稻秸制备生物质纳米二氧化硅 225

8.4 生物质纳米二氧化硅在阻燃中的应用 230

8.4.1 生物质二氧化硅的阻燃能 230

8.4.2 生物质二氧化硅/聚磷酸铵的阻燃能 233

8.4.3 生物矿化硅的阻燃能 235

8.5 生物质二氧化硅在降醛中的应用 239

8.5.1 固化时间 240

8.5.2 游离甲醛释放量 240

8.5.3 胶合能的影响 241

8.6 生物质纳米二氧化硅的其他应用 242

8.6.1 锂离子电池的多孔硅负极材料 242

8.6.2 气凝胶材料 242

参文献 242

第9章 生物质纳米材料的能表征 245

9.1 形貌表征 245

9.1.1 透射电子显微镜 245

9.1.2 扫描电子显微镜 251

9.1.3 原子力显微镜 254

9.2 纳米力学 256

9.2.1 纳米压痕 256

9.2.2 基于afm的纳米力学测试 257

9.2.3 基于em的原位纳米力学测试 258

9.2.4 基于mems的片上纳米力学测试 258

9.3 比表面积测定 258

9.3.1 吸附的基本概念 258

9.3.2 bet氮吸附 260

9.4 x射线衍射 261

9.4.1 x射线衍射的物理学基础 261

9.4.2 x射线衍射仪 263

9.4.3 小角x射线散射 263

9.5 粒度分析 265

9.5.1 激光粒度分析 266

9.5.2 激光粒度分析仪装置 266

9.5.3 粒度分析的样品准备 267

9.6 表面及界面表征 268

9.6.1 x射线光电子能谱 269

9.6.2 拉曼光谱 270

9.6.3 红外光谱分析 271

9.7 界面热学特表征 272

参文献 274