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關於作者： 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国家级精品课。20112012201320142015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。 目錄： 第一章 植物纤维原料的生物结构与化学组成 第一节 植物界的基本类群和分类 一、植物的分类及拉丁学名 二、造纸植物纤维原料的分类 第二节 植物纤维原料的化学组成 一、植物纤维原料的主要化学组成 二、植物纤维原料的少量组成 三．常用植物纤维原料的化学组成 第三节 木材纤维原料的生物结构及细胞形态 一．树木的宏观结构 二．植物纤维与细胞壁的构造 三．针叶材的生物结构、细胞类型、含量及形态 四、阔叶材的生物结构、细胞类型、含量及形态 五．针叶材与阔叶材生物结构的区别 第四节 非木材纤维原料的生物结构及细胞形态 一．禾本科植物茎秆的生物结构与细胞形态 二．其他非木材纤维原料的纤维形态 第五节 纤维形态参数与纸张（浆）性能的关系 一．纤维的长、宽度 二．壁腔比 三．纤维的粗度（Coarseness） 四．纤维的卷曲指数（Curl Index） 五．纤维的扭结指数（Kink index） 六．细小纤维（Fines） 第六节 植物细胞壁的微细结构 一．木材纤维细胞壁的微细结构 二、非木材纤维细胞壁的微细结构 三．其他细胞的微细结构 四．主要?学组成在细胞壁各层中分布 习题与思考题 主要参考文献 第二章 木素 第一节 木素概述 一、木素的存在 二、木素的生物合成 （一）木素先驱体的生物合成 （二）木素先驱体的脱氢聚合 第二节 木素的分离与精制 一、从植物原料中分离木素 二、从纸浆中分离木素 三、从制浆废液中分离木素与提纯 （一）分离木素 （二）工业木素提纯 四、木素-碳水化合物复合体的分离 第三节 木素的定量方法 一、Klason木素和酸溶木素的测定 二、溶解木素的测定 三、基于氧化剂消耗量的木素定量方法 第四节 木素的化学结构及其研究方法 一、木素的结构单元 （一）湿法化学法 （二）光谱分析法 （三）色谱分析法 三、木素的官能团 （一）元素分析 （二）羟基 （三）羰基 （四）羧基 （五）碳-碳双键 （六）木材类天然木素官能团含量 （七）工业木素官能团含量 四、木素结构单元间连接键类型 五、木素-碳水化合物复合体 （一）木素-碳水化合物复合体的存在 （二）木素-碳水化合物之间的连接键类型 六、木素结构模型图 第五节 木素的物理性质 一、一般物理性质 二、木素的相对分子量及分子的聚集状态 第六节 木素的化学反应 一、木素结构单元的化学反应性能 二、木素的亲核反应 （一）常用于木素亲核反应的试剂 （二）木素的结构单元在酸、碱介质中的变化规律 （三）木素在碱性蒸煮中的反应 （四）木素在酸性蒸煮中的反应 四、木素的亲电取代反应 （一）木素亲电取代反应的特点 （二）氯与木素的反应 （三）木素的硝化反应 五、木素的氧化反应 （一）次氯酸盐与木素的反应 （二）二氧化氯与木素的反应 （三）过氧化氢与木素的反应 （四）氧与木素的反应 （五）臭氧与木素的作用 六、木素的还原反应 （一） 连二亚硫酸钠 （二） 甲脒亚磺酸 七、木素的颜色反应及其呈色机理 （一）呈色试剂 （二）呈色机理及呈色反应的应用 第七节 木素的生物降解反应 第八节 木素的改性及其利用 一、木素磺化改性 （一）亚硫酸盐法制浆废液中的磺酸盐 （二）碱木素改性磺酸盐 （三）木素磺酸盐应用 二、木素聚合改性 三、木素胺化改性 （一）胺化木素的制备 （二）胺化木素的应用 四、木素接枝改性 五、木素降解 （一）香草醛（香兰素）及其衍生物 （二）二甲基亚砜 （三）制造苯酚 六、木素制备碳纤维 习题与思考题 主要参考文献 第三章 纤维素 概述 第一节 纤维素的结构 一、纤维素的分子结构 一次结构 二、纤维素的聚集态结构二次结构 三、纤维素纤维的形态结构三次结构 第二节 纤维素的相对分子质量和聚合度 一、概述 二、常用的统计平均相对分子质量和平均聚合度 三、纤维素的相对分子质量和平均聚合度测定方法 四、纤维素的多分散性与相对分子质量分布及其测定 第三节 纤维素的自然与生物合成 一、纤维素的自然生物合成 二、细菌纤维素（Bacterial cellulose） 第四节 纤维素的化学合成 一、纤维寡糖的合成 二、通过开环反应合成纤维素 第五节 纤维素的物理和物理化学性质 一、纤维素纤维的吸湿与解吸 二、纤维素的润胀与溶解 三、纤维素纤维的表面电化学性质 第六节 纤维素的可及度与反应性 一、纤维素的可及度与反应性 二、纤维素的多相反应与均相反应 三、纤维素的预处理（提高纤维素可及度和反应性的途径） 第七节 纤维素的降解反应 一、纤维素的酸水解降解 二、纤维素的酶水解降解 三、纤维素的碱性降解 四、纤维素的热降解 五、纤维素的机械降解 六、纤维素的光化学降解 七、纤维素的离子辐射降解 第八节 纤维素纤维的化学反应与化学改性 一、纤维素的酯化反应 二、纤维素的醚化反应 三．纤维素的氧化 四、纤维素的脱氧-卤代 五、纤维素的接枝共聚与交联 第九节 纤维素溶剂 一、水体系的溶剂 二、非水体系的溶剂 三、离子液体 第十节 纤维素功能材料 一、微晶纤维素 二、纳米纤维素 三、液晶纤维素 四、医用纤维素 五、纤维素膜材料 六、吸附分离纤维素材料 七、高吸水性纤维素材料 第十一节 木质纤维素原料制取燃料乙醇 一、木质纤维素原料的降解 二、生物发酵制备燃料乙醇 三、乙醇回收 习题与思考题 主要参考文献 第四章 半纤维素 第一节 概述 第二节 半纤维素的命名与分布 一、半纤维素的命名 二、半纤维素的命名法 三、半纤维素在细胞壁中的分布 四、半纤维素与植物细胞壁中其他组分之间的连接 第三节 半纤维素的生物合成 第四节 半纤维素的分离与提取 一、研究用半纤维素的分离与提取 二、工业半纤维素（低聚糖、单糖）的提取 第五节 半纤维素的化学结构 一、针叶木半纤维素的类型及化学结构式 二、阔叶木半纤维素的类型及化学结构式 三、禾本科植物半纤维素的类型及化学结构式 第六节 半纤维素的聚集态结构和物理性质 一、分支度和聚集态 二、聚合度和溶解度 第七节 半纤维素的化学性质 一、半纤维素的酸性水解 二、半纤维素的碱性降解 三、半纤维素的酶降解 四、半纤维素在化学制浆中的变化 五、半纤维素的化学改性 第八节 半纤维素对纤维素相关产品的影响 一、对制浆造纸过程和纸张性能的影响 二、对溶解浆和纤维素衍生物性能的影响 三、对纺织用植物纤维的影响 第九节 半纤维素的综合利用 一、制浆废液?半纤维素降解产物的利用 二、用半纤维素降解产生的单糖生产化学品 三、半纤维素的催化转化 四、半纤维素的生物转化 五、半纤维素基功能材料制备 六、 其他利用 习题与思考题 主要参考文献 內容試閱： 近十年来随着生物质能源和材料研究的发展，国内外有关植物纤维化学的研究呈现迅猛发展态势，涌现出了一批有关植物纤维组成、结构、性能等新的研究成果，以及综合利用的新理论、新方法、新工艺和新观点，极大丰富了植物纤维化学的知识和理论体系。同时，根据国家关于加强和改进新形势下教材建设的要求，为促进轻工教育改革发展、适应轻工业转型升级对人才培养的需要，推动我国教育信息化的发展及在线课堂的建设及应用，经研究决定，对《植物纤维化学》（第四版）的内容做大幅度调整，重新编纂，尽量吸收国外最新教材之精华及近年来植物纤维化学研究的最新成果。 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，对前续的无机与分析化学、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。 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组分，重点研究纤维素、半纤维素和木素三种主要组分的化学结构、生物合成、聚集状态、物理性质、化学性质和生化性质等内容。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。随着现代科学的发展及先进分析测试仪器应用，植物纤维原料的研究从宏观到微观，有些研究在分子水平上取得长足进步，对于各组分的微观分布、物理及化学结构越来越明晰，对其性质及利用等研究越来越系统，取得的新成果为纸浆与纸张生产、生物质精炼等技术的发展奠定了理论基础。 本教材结构和内容安排如下： 第一章植物纤维原料的生物结构与化学组成。该章节首先介绍了植物原料的分类与命名，重点阐述了植物纤维原料的化学成分、生物结构和细胞形态，以及植物细胞壁的微细结构和主要化学组成在细胞壁中分布。该章也对纤维形态参数及对纸张（浆）强度的影响做了专门介绍，对纤维的卷曲指数（Curl Index）和纤维的扭结指数（Kink index）等概念进行详细的阐述。 第二章木素，该章节内容压缩幅度较大，减少了木素生物合成、木素氯化、木素次氯酸盐漂白、木素显色反应以及过时的木素结构分析方法等内容，大幅度增加了木素结构分析新方法、木素结构研究新成果、木素分离纯化新方法和木素综合利用新途径等方面的内容。重点介绍了木素的分离、提纯、木素结构分析、木素化学结构、木素物理性质、木素化学性质、木素生化性质和木素的改性与综合利用等内容。 第三章纤维素，该章节重点阐述了纤维素的结构（分子结构、聚集态结构、形态结构）以及纤维素的物理和化学性质；从纤维素的化学结构特点出发，系统详细地阐述了纤维素的降解反应、化学反应及化学改性。结合国内外在基础研究和工业应用方面的最新进展，介绍了纤维素的化学合成、离子液体、新型纤维素酯、新型纤维素醚等基础知识，阐述了黏胶纤维、醋酸纤维素等再生纤维素纤维的生产原理和新工艺；结合纤维素科学领域的最新研究热点，介绍了木质纤维素原料制取燃料乙醇，新增了细菌纤维素、纳米纤维素等内容。 第四章半纤维素，该章节首先介绍了半纤维素的分布、分离与提取，进而重点阐述了半纤维素的化学结构、物理性质和化学性质，并介绍了半纤维素对纤维素相关产品（纸浆和纸张、溶解浆、纺织纤维）的影响，以及半纤维素在化学品、功能性材料、生物医药、保健品、生物质能源等方面的利用。 本教材的特点如下： （1）系统性强：本书从植物纤维原料的化学组成和生物结构，到三大主要化学组成的化学结构、聚集态结构、化学性质及利用，系统地阐述了植物纤维化学的基本概念、基本理论和基本应用。 （2）适用性广：围绕着制浆造纸过程所需的植物纤维原料，详细地介绍了植物纤维的化学组成、结构、性质及其应用，内容丰富，适用性广。除供轻化工程专业制浆造纸方向作为核心课程的教材外，也可作为林产化工、天然产物、生物资源科学与工程等相关专业的教学参考书，并可供相关行业从事生产、管理、科研开发的工程技术人员参考。 （3）先进性好：在强调基本概念、基本理论的基础上，尽可能反映本课程领域国内外的最新进展和本学??其与相关学科交叉的科研成果，介绍各种以植物纤维原料制备的新产品、新工艺和新技术。 （4）对重要的专业术语或名词在第一次出现的地方加注英文解释，为高校学生双语教学提供帮助，也便于其他读者掌握相关的专业英语术语。 （5）每章均附有习题与思考题，便于读者理解和掌握所学内容，也便于自学。 （6）吸收国外教材优点，适当降低了教材难度。为满足学生进一步深入学习的需要，本教材各章后都列出了主要参考文献。但由于本教材编写过程中参考的文献量太大，若全部列出，将占用很大篇幅。因此，没有一一列出，敬请谅解。 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。 本教材由天津科技大学主持，并由华南理工大学、陕西科技大学、大连工业大学和天津科技大学代表联合编写。教材第一章由天津科技大学裴继诚编写，第二章由大连工业大学平清伟编写，第三章由华南理工大学唐爱民编写，第四章由陕西科技大学李新平编写，由裴继诚主编。 本教材编写过程中，得到教育部轻工类专业教学指导委员会轻化工程专业指导组的指导和支持，也得到许多前辈和同行的赐教及帮助，在此表示衷心的感谢。 由于编者水平有限，书中难免存有纰漏，恳请读者批评指正。 编 者 2019年11月

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