纤维素,木质素等的含量研究实验报告

纤维素、木质素等的含量研究

木材化学的木素研究是研究木材及其内含物和树皮等组织的化学组成及其结构、性质、分布规律和利用途径的技术基础学科。以木材解剖学、有机化学和高分子化学为基础，也是木材科学的重要组成部分，它为林产化学加工提供了理论基础。

木材的主要成分有木质素、纤维素、半纤维素和一些可溶性抽提物。纤维素是由葡萄糖组成的大分子多糖。不溶于水及一般有机溶剂。是植物细胞壁的主要成分。纤维素是自然界中分布最广、含量最多的一种多糖，占植物界碳含量的5 0%以上。木质素是由四种醇单体（对香豆醇、松柏醇、5-羟基松柏醇、芥子醇）形成的一种复杂酚类聚合物。木质素是构成植物细胞壁的成分之一，具有使细胞相连的作用。木质素是一种含许多负电集团的多环高分子有机物，对土壤中的高价金属离子有较强的亲和力。

本次实验就是通过一些常用的化学方法对这些主要成分进行提取和定量测定，从而进行进一步的研究和分析。

本次实验所用的原料为两种，分别是试样一麻杆上部（Ⅰ-10-9）、试样二木质板（Ⅱ-10-6）。原料都是按照GB2677.1标准准备的。该实验共分八个小实验，分别是试样的制备、水分的测定、灰分的测定、1%氢氧化钠溶液抽提物的测定、有机溶剂抽提物的测定、纤维素的测定、聚戊糖的测定、木素的测定。实验仪器和实验步骤及实验结果分述如下：

一．试样的制备(木材原料磨粉)

1.使用工具：

剥皮刀、手锯、标签纸、粉碎机、40目及60目标准铜丝网筛、具有磨砂玻璃塞的广口瓶2个

2.试样的采取：

采取同一产地，同一树种的原木3-4根，标明原木的的树种、树龄、产地、砍伐年月、外观品级等，用剥皮刀将所取得的原木表皮全都剥净。

用手锯在每根原木箱部，腰部底部，各锯2-3块或厚约2-3cm原木，风干后，切成小薄片，充分混合，按四分法取得均匀样品约500g。然后置入粉碎机中磨至全部能通过40目筛的细末。过筛，截取能通40目筛但不能通过60目筛的部分细末，风干，贮于具有磨砂玻璃筛的广口瓶中，留供分析使用。

最终准备两个试样的粉末，分别将对应试样的广口瓶贴上标签：试样一（Ⅰ-10-9）、试样二（Ⅱ-10-6）。

二．水分的测定（干燥法GB2677.2—81）

1.仪器设备：

带有温度调节器的恒温烘箱、干燥器、扁形称量瓶6个、分析天平。

2.实验步骤：

精确称取1g（准确称量至0.0001g）粉碎试样一和试样二，分别放置于洁净的已烘干并恒重的扁形称量瓶中，置于烘箱中，于105±3℃烘干4小时，之后取出将称量瓶移入干燥器中，冷却半小时后称重，再移入烘箱，继续烘干1小时，冷却称重。如此重复施行，直至恒重为止。

根据实验步骤平行做3次，得到3份数据，取其算术平均值作为测定结果，要求准确到小数点后第二位，三次测定计算值间误差不应超过0.20%。

3.实验数据记录：

4.实验结果计算：

水分含量X，以%表示，按下式计算：X=(m2—m1)×100/m1

式中m1—试样在烘干前的重量g；m2—试样在烘干后的重量g。

根据公式计算得：试样一（Ⅰ-10-9）的水分含量为：

XⅠ1=0.0786*100/1.0429=7.54%

XⅠ2=0.0754*100/1.0373=7.27%

XⅠ3=0.0792*100/1.0523=7.53%

XⅠ= (XⅠ1 + XⅠ2 + XⅠ3 )/3=(7.54%+7.27%+7.53%)/3=7.44% 所以试样一（Ⅰ-10-9）的平均含水率为7.44%

试样二（Ⅱ-10-6）的水分含量为：

XⅡ1=0.0254*100/1.0001=10.10%

XⅡ2=0.0296*100/1.0000=8.18%

XⅡ3=0.0276*100/1.0000=8.89%

第一组数据与其余两组数据相比，误差较大，应舍去

XⅡ= （XⅡ2+ XⅡ3）/2=8.54%

所以试样二（Ⅱ-10-6）的平均含水率为8.54%

三：灰分的测定（GB2677.3—81）

1.仪器设备：

高温炉、瓷坩埚6个、干燥器、电炉、试剂级甲苯

2.测定步骤：

精确称取1 g（称准至0.0001g）粉碎试样一，试样二分别于预先灼烧并已恒重的瓷坩埚中，先在电炉上仔细燃烧使其炭化。然后将坩埚移入高温炉中，在不超过575±25℃的温度下，灼烧至灰渣中无黑色炭素，并恒重为止。

3.实验数据记录：

4.结果计算：

灰分x%=G*100*100/ [ m（100—X）]

式中G—灰渣重量（g）

m—风干试样重量（g）

X—试样水分（%）。

同时进行3次平行测定，取其算术平均值作为测定结果。要求准确到小数点后第二位。三次测定计算值间误差木材原料不应超过0.05%。

所以根据公式计算得试样一（Ⅰ-10-9）的灰分为：

xⅠ1=0.0125*100*100/[ 1.0143*（100—7.44）]=1.33%

xⅠ2=0.0136*100*100/[ 1.0179*（100—7.44）]=1.44%

xⅠ3=0.0131*100*100/[ 1.0117*（100—7.44）]=1.40%

xⅠ=(xⅠ1 + xⅠ2 + xⅠ3 )/3=(1.33%+1.44%+1.40%)/3=1.39%

所以试样一（Ⅰ-10-9）的平均灰分为：1.39%

根据公式计算得试样二（Ⅱ-10-6）的灰分为：

xⅡ1=0.0074*100*100/[ 1.0030*（100—8.54）]=0.80%

xⅡ2=0.0071*100*100/[ 1.0065*（100—8.54）]=0.76%

xⅡ3=0.0073*100*100/[ 1.0008*（100—8.54）]=0.79%

xⅡ=(xⅡ1 + xⅡ2+ xⅡ3 )/3=(0.80%+0.76%+0.79%)/3=0.78%

所以计算得试样二（Ⅱ-10-6）的平均灰分为：0.78% 。