纤维素结构表征方法..
乙醇再生微晶纤维素的分级及其结构表征
乙醇再生微晶纤维素的分级及其结构表征乙醇再生微晶纤维素的分级及其结构表征一、引言乙醇再生微晶纤维素是一种重要的纤维素材料，具有广泛的应用前景和巨大的经济价值。
分级及其结构表征对于乙醇再生微晶纤维素的研究和应用具有重要意义。
本文将从乙醇再生微晶纤维素的分级和结构表征入手，深入探讨其在材料科学领域的意义和应用前景。
二、乙醇再生微晶纤维素的分级1. 传统分级方法在过去，乙醇再生微晶纤维素的分级主要依赖于传统的物理分离方法，如篦齿分级机和气流分级机。
这些方法存在着分选效果差、能耗高、产物质量不稳定等问题。
2. 新型分级技术近年来，随着纳米技术和材料科学的发展，新型分级技术如静电分级和超声波分级等不断涌现，为乙醇再生微晶纤维素的分级提供了新的途径。
这些新技术能够实现高效的分级和精准的控制，为乙醇再生微晶纤维素的结构表征提供了可靠的支持。
三、乙醇再生微晶纤维素的结构表征1. X射线衍射分析X射线衍射是一种常用的结构表征方法，能够通过分析晶体的衍射图案来确定晶体的结构和结晶度。
通过X射线衍射分析，可以深入了解乙醇再生微晶纤维素的晶体结构和晶体形貌。
2. 红外光谱分析红外光谱是一种非常有效的结构表征方法，能够通过分析物质与红外光的相互作用来确定其结构和组成。
通过红外光谱分析，可以详细揭示乙醇再生微晶纤维素的官能团和分子结构。
3. 原子力显微镜表征原子力显微镜是一种高分辨率的显微镜，能够通过扫描物体表面来获取其形貌和结构信息。
通过原子力显微镜表征，可以直观地观察乙醇再生微晶纤维素的表面形貌和结构特征。
四、个人观点和展望乙醇再生微晶纤维素作为一种重要的纤维素材料，具有广泛的应用前景和巨大的经济价值。
通过深入研究其分级和结构表征，可以更好地发挥其特性和功能，推动其在材料科学领域的应用。
我个人认为，随着新技术的不断涌现和结构表征方法的不断完善，乙醇再生微晶纤维素的研究将迎来新的发展机遇，为材料科学的进步和应用提供新的可能性。
甲基纤维素的合成及其结构和性能表征
尿素水溶液体系中纤维素ＡＧＵ单元２、３和６位羟基的反应活性依次为：２位＞６位＞３位，但
三者之间的差别并不明显。该结果明显不同于其它己报道的均相和非均相体系，在这些体系 中６位羟基的反应活性远远高于２位和３位。尤其值得注意的是，ＧＣ谱图中没有葡萄糖残基
Ａ－２
第四届全国高聚物分子袁征学术讨论会
杭州２００４年１０月９一１２日
３和６位上的取代度分别为Ｏ．６６、Ｏ．４４和Ｏ．５９，总取代度为Ｉ．６９。
图３示出ＭＣ试样经全水解和己酰化后的ＧＣ谱图，并根据质谱对各个峰进行了归属。由
峰面积计算得到ＭＣ试样ＡＧＵ单元上２、３和６位上的取代度分别为Ｏ．６５、Ｏ．４２和Ｏ．５６，总 取代度为１．６３。这一结果与已酰化ＭＣ试样高温ＮＭＲ结果一致。从取代基分布来看，ＮａＯＨ／
１９８６，２４，２９８１－２９９３． ４ Ｔａｋａｈａｓｈｉ，ｓ．；Ｆｕｊｉｍｏｔｏ，一；Ｍｉｙａｍｏｔｏ，Ｔ；Ｉｎａｇａｋｉ，Ｈ．Ｊ Ｐｏｌｙｍ Ｓｃｉ，Ｐａｒｔ Ａ：Ｐｏｌｙｍ Ｃｈｅｍ １９８７，２５，
９８７－９９４． ５．Ｔｅｚｕｋａ，Ｙ；Ｉｍａｉ，Ｋ．；Ｏｓｈｉｍａ，Ｍ．；Ｃｈｉｂａ，一Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ １９８７，２０，２４１ ３－２４１８．
致谢
本工作得到国家８６３计划（２００４ＡＡ６４９２５０）、国家自然科学基金（２０２０４０１１）和中科院广州化 学研究所纤维素重点实验室开放基金的资助。
Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ，Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｍｅｔｈｙｌｃｅｌｌｕｌｏｓｅ Ｊｉｎｐｉｎｇ Ｚｈｏｕ，Ｑｉｎｇｈａｉ Ｄｅｎｇ，Ｘｉａｏｊｕｎ Ｗｕ，Ｌｉｎａ Ｚｈａｎｇ＊
商业甲基纤维素均由多相生产法制得，尚存在反应的均匀性和醚化效率等问题。本工作以实
乙醇再生微晶纤维素的分级及其结构表征
乙醇再生微晶纤维素（Ethanol Regenerated Microcrystalline Cellulose, ERMC）是一种新型的纤维素材料，具有独特的结构和性能，广泛应用于食品、医药、化工等领域。
本文将深入探讨乙醇再生微晶纤维素的分级及其结构表征，以期对其特性有更全面的认识。
1. 乙醇再生微晶纤维素的分级乙醇再生微晶纤维素的制备过程中，分级是非常关键的环节。
一般而言，乙醇再生微晶纤维素的分级可以分为初级分级和细分级两个阶段。
初级分级是指通过物理或化学方法，将原料中的杂质和不纯物质去除，获得较纯净的纤维素颗粒。
而细分级则是对初级颗粒进行细致的筛分和分选，根据颗粒大小、形状等特征，将其分为不同规格的产品，以供不同领域的应用需求。
2. 结构表征在对乙醇再生微晶纤维素进行结构表征时，常常会采用以下几种手段：① X射线衍射（XRD）：通过XRD技术，可以得到样品的晶体结构信息，进而分析其晶格参数、结晶度等特征。
② 红外光谱（IR）：利用IR技术可以分析乙醇再生微晶纤维素中的官能团和键合情况，进而推断其化学结构。
③ 扫描电子显微镜（SEM）：SEM能够展现样品的表面形貌和微观结构，对乙醇再生微晶纤维素的颗粒形状、大小分布等进行观察和分析。
通过以上结构表征手段，可以全面了解乙醇再生微晶纤维素的结构特征，为其性能和应用提供科学依据。
总结回顾从分级到结构表征，乙醇再生微晶纤维素的特性得到了充分的展现。
初级和细分级的分级过程保证了产品的纯净度和一致性，而XRD、IR、SEM等技术的结构表征则为产品的应用提供了有力支撑。
在食品、医药等领域，乙醇再生微晶纤维素将会有着广阔的应用前景。
个人观点和理解对于乙醇再生微晶纤维素这一新型材料，我个人认为其分级和结构表征是至关重要的。
只有通过科学严谨的分级工艺，才能获得高品质的产品；而通过结构表征手段，我们才能充分了解产品的特性，为其应用开发和推广提供有力的技术支撑。
希望未来能够有更多的研究和应用推广，让乙醇再生微晶纤维素发挥出更大的价值和潜力。
纤维素-明胶交联聚合物微凝胶的可控制备及结构与成膜性能研究
纤维素-明胶交联聚合物微凝胶的可控制备及结构与成膜性能研究纤维素/明胶交联聚合物微凝胶的可控制备及结构与成膜性能研究摘要：纤维素是一种常见的天然聚合物，在纺织和食品领域有广泛的应用。
然而，由于其本身的溶解性和成膜性能的限制，纤维素在其他领域的应用受到了一定的限制。
为了改善纤维素的性能，本研究以纤维素为基础，采用明胶作为交联剂，制备了纤维素/明胶交联聚合物微凝胶，并对其结构和成膜性能进行了研究。
关键词：纤维素，明胶，交联聚合物微凝胶，成膜性能1. 引言纤维素是一种由β-(1→4)苷键连接的葡萄糖聚合物，具有天然、可再生性和生物可降解性等优点，在纺织、食品和生物医学等领域得到广泛应用。
然而，纤维素本身的溶解性和成膜性能限制了其在其他领域的应用。
目前，有许多方法可以改善纤维素的性能，其中一种方法是利用交联剂对纤维素进行交联。
交联可以增加纤维素的稳定性和机械强度，改变其表面性质，从而提高纤维素的应用性能。
明胶作为一种常用的交联剂，具有良好的生物相容性和可降解性。
本研究通过控制反应条件和明胶纤维素的比例，制备了纤维素/明胶交联聚合物微凝胶，并对其结构和成膜性能进行了研究。
2. 实验方法2.1 材料准备本实验中所使用的纤维素为木质纤维素，明胶为食品级明胶。
2.2 制备纤维素/明胶交联聚合物微凝胶将一定比例的纤维素和明胶溶解在醋酸溶液中，通过搅拌混合使其均匀分散。
然后，加入交联剂（例如硼酸）并继续搅拌，使纤维素和明胶发生交联反应。
最后，将混合物通过过滤和干燥破碎得到纤维素/明胶交联聚合物微凝胶。
2.3 结构表征对纤维素/明胶交联聚合物微凝胶的结构进行了以下表征：傅立叶变换红外光谱（FTIR）、X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）。
2.4 成膜性能测试通过溶液浇注法在硅片上制备纤维素/明胶交联聚合物微凝胶薄膜。
对成膜性能进行了以下测试：厚度测定、透气性、机械强度和热稳定性。
3. 结果与讨论3.1 结构表征通过FTIR光谱分析，观察到纤维素/明胶交联聚合物微凝胶的红外吸收峰的变化，确认了纤维素和明胶之间的交联反应。
剑麻纤维素纳米晶须的制备和表征
剑麻纤维素纳米晶须的制备和表征
（二）酸碱水解法
酸碱水解法是另一种常用的纳米晶须制备方法。
其主要步骤如下：将剑麻纤维素与酸或碱溶液进行反应，从而使纤维素的晶格结构发生破坏；然后，通过控制溶液的pH值和温度，使得纳米晶须在溶液中析出；通过离心或过滤的方式，将纳米晶须进行分离和收集。
酸碱水解法制备的纳米晶须具有较好的纯度和结晶度，适用于大规模生产。
二、剑麻纤维素纳米晶须的表征
（一）形貌表征
通过透射电镜（TEM）和扫描电镜（SEM）等手段，可以对剑麻纤维素纳米晶须的形貌进行观察和分析。
通常情况下，纳米晶须呈现出细长而且均匀的形态，且具有较大的比表面积和较好的分散性。
还可以通过原子力显微镜（AFM）等手段对纳米晶须的表面形貌和粒径分布进行定量分析。
（二）结构表征
通过X射线衍射（XRD）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）等手段，可以对剑麻纤维素纳米晶须的结构进行表征和分析。
XRD可以用来确定纳米晶须的晶格结构和晶体形态，而FTIR可以用来分析纳米晶须的官能团和化学键，从而进一步揭示其结构特征和性质。
结论
剑麻纤维素纳米晶须是一种具有广阔应用前景的纳米材料，其制备和表征对其应用性能具有重要的影响。
通过超声波辅助法、酸碱水解法和氧化还原法等手段，可以有效地制备剑麻纤维素纳米晶须，在形貌、结构和性质等方面具有良好的特点。
对剑麻纤维素纳米晶须的制备和表征进行深入的研究和探讨，对于其在材料科学、纳米技术和生物医药等领域的应用具有重要的意义。
希望本文的研究成果能够为相关领域的科研工作者提供参考和借鉴，推动剑麻纤维素纳米晶须材料的进一步发展和应用。
tempo氧化纳米纤维素的的制备与表征
导言1.1 研究背景在材料科学领域，纳米纤维素作为一种重要的纳米材料，具有广泛的应用前景。
它不仅具有天然纤维素的优良性能，如高强度、高韧性，还具有纳米材料的独特性质，如高比表面积、可调控的孔径结构等。
制备和表征纳米纤维素的方法备受关注。
1.2 研究意义tempo氧化纳米纤维素是一种常见的纳米纤维素材料，其制备过程及表征方法对于相关领域的研究具有重要意义。
通过深入了解tempo氧化纳米纤维素的制备与表征方法，可以为材料科学领域的研究和应用提供重要的参考和指导。
2. tempo氧化纳米纤维素的制备2.1 材料及试剂准备制备tempo氧化纳米纤维素的首要步骤是准备所需的材料和试剂。
通常情况下，项目包括纤维素原料、tempo氧化剂、辅助剂等。
2.2 制备方法制备tempo氧化纳米纤维素的常用方法包括氧化-还原法、溶剂交换法、机械处理法等。
其中，氧化-还原法是一种较为常见的方法，其步骤主要包括氧化反应、还原反应和纤维素的再结晶。
2.3 影响因素制备tempo氧化纳米纤维素的过程中，存在多种影响因素，如温度、反应时间、氧化剂浓度、pH值等。
这些因素对产品的纳米纤维素结构和性能具有重要影响。
3. tempo氧化纳米纤维素的表征3.1 形貌表征通过透射电镜（TEM）、扫描电镜（SEM）等技术对tempo氧化纳米纤维素的形貌进行表征，可以获得其纤维形态、尺寸分布、表面形貌等信息。
3.2 结构表征采用X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）等技术对tempo氧化纳米纤维素的结构进行表征，可以了解其晶体结构、化学键类型、官能团等信息。
3.3 性能表征常用的性能表征方法包括比表面积测定、孔径分布测试、力学性能测试等，这些测试可以揭示tempo氧化纳米纤维素的比表面积、孔径结构、力学性能等重要参数。
4. 结论与展望通过对tempo氧化纳米纤维素的制备与表征方法进行系统归纳和总结，可以得出一些结论性的观点。
也可以对未来的研究方向和应用前景进行展望，为相关领域的研究工作提供参考。
剑麻纤维素纳米晶须的制备和表征
剑麻纤维素纳米晶须的制备和表征一、剑麻纤维素的特性剑麻纤维素是一种天然的纤维素材料，其主要成分为纤维素和半纤维素。
剑麻纤维素具有多孔结构、高比表面积和良好的生物相容性，是一种理想的纳米材料。
剑麻纤维素还具有优异的机械性能和化学稳定性，适合用于制备纳米晶须材料。
二、剑麻纤维素纳米晶须的制备1. 化学氧化法化学氧化法是目前制备剑麻纤维素纳米晶须的常用方法之一。
该方法首先将剑麻纤维素进行氧化处理，然后通过超声处理或机械剥离等手段将其分散成纳米尺寸的晶须。
在氧化处理过程中，通过调控氧化剂和反应条件等参数，可以有效地控制晶须的尺寸和形貌。
2. 生物法制备生物法制备剑麻纤维素纳米晶须是近年来的研究热点之一。
该方法利用天然微生物或酶类在适宜的环境条件下，直接将剑麻纤维素分解成纳米晶须。
与化学法相比，生物法具有环保、低能耗和高产率等优势。
三、剑麻纤维素纳米晶须的表征1. 形貌表征剑麻纤维素纳米晶须的形貌主要通过扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）进行观察。
SEM和TEM可以直观地观察到纳米晶须的形状、尺寸和分布等信息，为制备工艺的优化提供重要参考。
2. 结晶结构表征X射线衍射（XRD）是一种常用的分析方法，可以确定剑麻纤维素纳米晶须的晶体结构和结晶度。
通过XRD分析，可以了解晶须的结晶度、晶格参数和晶面取向等信息。
3. 表面性质表征剑麻纤维素纳米晶须的表面性质可以通过比表面积、孔隙结构和表面化学成分等参数进行表征。
氮气吸附-脱附（BET）等表面分析技术可以对纳米晶须的表面性质进行详细的研究。
四、剑麻纤维素纳米晶须的应用1. 纳米复合材料剑麻纤维素纳米晶须在制备纳米复合材料方面具有巨大的潜在应用价值。
将纳米晶须与增强纤维或基体树脂进行复合，可以显著改善复合材料的力学性能和热稳定性。
2. 生物医学材料由于剑麻纤维素纳米晶须具有优异的生物相容性，可以在生物医学领域中作为生物材料使用。
纳米晶须可以用于制备支架、药物载体和组织工程等方面，为组织工程和再生医学提供新的研究方向。
剑麻纤维素纳米晶须的制备和表征
剑麻纤维素纳米晶须的制备和表征剑麻纤维素是一种来自天然植物的高强度、高模量、低密度、可再生的新型纤维素材料，具有重要的应用前景。
在研究剑麻纤维素的基础上，研究人员发现剑麻纤维素纳米晶须具有非常优秀的力学和物理性质，在领域中具有广泛的应用前景。
因此，大量的研究人员进行了制备和表征剑麻纤维素纳米晶须的研究。
制备方法：剑麻纤维素纳米晶须的制备方法有许多方法，以下是较为常见的两种。
1. 硫酸水解法（1）将剑麻纤维素在浓硫酸溶液中进行预处理，去除杂质和非晶态区。
（2）在加入适量的水后，将溶液加热至一定温度，使剑麻纤维素分离出冷水可溶的纳米晶须。
（3）通过多次离心和水洗，最终得到剑麻纤维素纳米晶须。
使用硫酸水解法制备的剑麻纤维素纳米晶须样品具有极高的纯度和晶度，可以用于许多领域中。
但是，硫酸制备方法会导致环境污染和化学毒性等问题，因此只能用于小规模制备。
2. 机械法（1）将粗的剑麻纤维素在微型研磨机上用高能耗球进行球磨。
使用机械法制备的剑麻纤维素纳米晶须样品具有较高的控制性和可扩展性，能够用于大规模制备。
表征方法：1. X射线衍射谱（XRD）X射线衍射谱是用于确定剑麻纤维素纳米晶须晶格结构的重要方法。
首先将样品置于X 射线束内，当X射线与样品相互作用时，发生衍射现象。
通过记录衍射强度和角度可得到有关晶格结构的信息。
2. 透射电子显微镜（TEM）透射电子显微镜是一种用于表征剑麻纤维素纳米晶须形貌和尺寸的重要方法。
通过将样品放置在电子束下，在透射模式下观察样品的表面形貌和结构。
3. 红外光谱（FTIR）红外光谱是一种用于研究剑麻纤维素纳米晶须化学结构的重要方法。
通过检测分子与红外辐射相互作用所发生的共振吸收现象，可以确定样品中的化学官能团和功能化基团。
结论：本文介绍了两种常见的剑麻纤维素纳米晶须制备方法和三种用于表征样品的方法。
在研究和应用剑麻纤维素纳米晶须时，需要综合使用多种方法，以更全面、准确地评价剑麻纤维素纳米晶须的特性和性能。
纤维素【2024版】
M＝162 ×DP或DP＝M/162
➢ 分子量的分散性亦称为分子量的不均一 性，描述纤维原料中不同分子量（聚合 度）的组分在原料中的存在情况。
➢ 分子量的分布范围越小，说明纤维素分 子量越均一。
➢ 植物原料经过化学处理分离出来的纤维素 物料，例如浆粕，其纤维素分子量具有多分 散性，这时，其纤维素分子量以平均分子量 表示。 ➢ 平均分子量又可分为数量平均分子量、质 量平均分子量、粘均分子量等多种形式。 ➢ 不同的统计方法，所得纤维素分子量不一 样。所以，在给出纤维素分子量时，一定要 指明分子量的测定方法。
➢在我国纤维素粘度测定的标准方法中，引用 Martin公式：
sp Cek'c
➢通过Martin公式建立经验数据表，由测定的 ŋr值即可查出[ŋ]C值，已知测定时加入的样 品量，即已知C，可求出[ŋ]值。
➢ 考虑到纤维素大分子在溶液中并非完全线 性，为消除Standinger公式误差，提出Mark 修正公式：
– 纤维素在纺织工业、造纸工业、木材工业等 领域有着多种重要的用途。
– 纤维素是植物纤维原料的主要化学组成之一， 它与半纤维素、木素一起，构成植物体的支 持骨架。
• 纤维原料不同，纤维素含量也不同，如 表所示：
植物种类
棉花 苧麻 竹 木材 树皮 禾秆 苔藓
纤维素含量(%)
95-99 80-90 40-50 40-50 20-30 40-50 25-30
➢ 聚合度与强度之间的关系用图3-3表示。
➢ 木材纤维素大分子链大约有8000-10000 个葡萄糖基组成。
➢纤维素分子量 纤维素大分子分子式可表示为：
C6H11O5—(C6H10O5)n—C6H11O6 ➢聚合度DP＝n+2， ➢故纤维素大分子的相对分子质量：
纤维素材料的结构表征及应用
纤维素材料的结构表征及应用生活中我们常常会接触到各种纤维素材料，比如棉花、木质纤维等。
这些材料的结构表征及应用对于我们了解材料性能，选用适当的材料起着至关重要的作用。
纤维素材料具有纤维状的结构，主要成分是纤维素，其分子中嵌套有一定量的半纤维素和木质素。
在纤维素材料的应用中，首先需要对其结构进行表征，以便了解其特性和性能。
纤维素材料的结构特点主要有两个方面，一是化学结构，二是微观结构。
首先从化学结构方面来看，纤维素是一种聚合物，其分子是由大量的葡萄糖单体通过β-1,4-糖苷键连接而成的线性链状结构。
这种结构使得纤维素具有很高的拉伸强度和模量，是一种理想的结构材料。
同时，纤维素分子中嵌套有少量的半纤维素和木质素，这些物质会影响纤维素材料的性能和应用。
而从微观结构方面来看，纤维素材料是由大量的纤维状分子通过氢键和范德华力等相互作用力相互连接而成的。
这种微观结构决定了纤维素材料的特性，比如其吸水性、透气性等。
纤维素材料的微观结构对其应用也有很大的影响，比如在纺织品中，纤维素的微观结构决定了纺织品的柔软度和透气性。
除了结构表征外，纤维素材料的应用也是非常广泛的。
在纺织品行业中，纤维素材料被广泛用于生产各种面料，比如棉纺织品、亚麻纺织品等。
由于纤维素具有天然的吸湿透气性，对皮肤友好，因此在服装、床上用品等方面得到了广泛应用。
此外，纤维素材料还广泛应用于造纸工业、包装材料、建筑材料等领域。
在造纸工业中，纤维素是纸张的主要原料，不同来源的纤维素会决定纸张的质量和性能。
在包装材料中，纤维素的高拉伸强度和模量使得其成为一种理想的包装材料。
在建筑材料中，纤维素材料可以制成纤维素板材，用于家具制造、室内装修等方面。
总的来说，了解纤维素材料的结构表征以及应用对于我们充分利用这些天然材料具有重要意义。
通过对纤维素材料结构的深入了解，我们可以更好地选择适合的材料，提高生产效率，降低生产成本，推动材料科学的发展。
希望未来纤维素材料在更多领域得到应用，为人类社会的可持续发展做出更大的贡献。
纤维素的分子结构
⑤ 糖基间以1 →4 β-型苷键相连
⑥ 葡萄糖环是六环（吡喃型）而不是五环型 （呋喃型）
二、纤维素大分子的构型和构象
构型和构象
1、葡萄糖环的构型和构象
① 纤维素由葡萄糖基环构成，构形属ß–D型。
纤维素的定义：
学术上：常温下不溶于水、稀酸、稀碱的 D-葡萄糖基以β-1,4苷键联接起来的链状高 分子化合物
工业上：植物原料经过特定的纤维化工程 所得到的剩余物——纸浆
一、纤维素的化学结构
1、决定纤维素化学结构的过程
元素分析：精制棉花纤维素进行化学分析，测 得纤维素的元素组成为：C：44.0％，H；6.2 ％，O：49.4％，分子式（ C6H10O5）n
强酸水解：得到近于理论得率的葡萄糖
——基本结构单元为葡萄糖
醋酸分解纤维素：得到理论量约40%的八乙酰 基纤维素二糖，皂化脱去乙酰基得到纤维素二 糖
缓和条件下水解：得到3~7个D-葡萄糖构成的 低聚糖， β-苷键相连
甲基化、彻底水解：
2，3，6 – 三 – O – 甲基 – D – 葡萄糖 2，3，4，6 – 四 – O – 甲基 – D – 葡萄糖
三、纤维素的相对分子质量和聚合度
1、概述
① 纤维素大分子的分子式： C6H11O5 - （C6H10O5）2n – C6H11O5 共有葡萄糖单元：2n+2
问题： n=？
不同纤维素样品，n是否都相同？
同一纤维素样品，每个纤维素大分子的n 是否都相同？
② 如何表征纤维素分子链的长短？
因为聚合物的性能如强度、熔体粘度更多 地依赖于样品中较大的分子
细菌纤维素合成菌的筛选、鉴定及其产物结构和性质表征
细菌纤维素合成菌的筛选、鉴定及其产物结构和性质表征李婷婷，赵 鑫,任叶琳，任佳楠,韩雪容*收稿日期：2020-10-26修回日期：2020-12-30基金项目：国家自然科学基金(31971252);吉林省科技厅项目(20180414056GH );吉林省发展与改革委员会(2020C028-3) 作者简介:李婷婷(1992-),女，硕士研究生，研究方向为生物检测_*通讯作者:韩雪容(1972-),女,副教授,6士，向为生物高分子、微生物培养。
(长春理工大学生命科学技术学院，吉林长春130022)摘要:该研究从腐败葡萄中筛选、分离细菌纤维素(BC )合成菌株，对其进行分子生物学鉴定，并对其产物的结构与性质进行表征。
结果 明， 分离得细菌纤维素合成菌，该菌株的16SrRNA 基因测序结果 明其属于醋酸菌属(Acetobacter sp.),编号为ZX C6-15 _扫描电镜(SEM )和傅立叶变换红外光谱(FT-IR )分析结果表明,菌株ZX C6J5产膜具有典的3D 纳米纤维状结构且具有典型细菌纤维素吸收峰。
凝胶渗透色谱(GPC )、X-射线衍射(XRD )分析结果表明，菌株产膜重均分子质量(Mw )为14.1X 104kDa ,数均分子质量(Mn )为32.3X 104 kDa ，分散度为2.28,结晶度指数为96%，吸水率达298%_该菌株合成细菌纤维素具有优良的材料性质，为后 续培养条件优化及规模生产奠定础。
关键词:细菌纤维素;菌 ；分离鉴定;结构与性质;表征中图分类号：Q817文章编号：0254-5071 (2021)02-0035-05doi:10.11882/j.issn.0254-5071.2021.02.008引文格式:李婷婷，赵鑫，任叶琳，等.细菌纤维素合成菌的筛选、鉴定及其产物结构和性质表征［J ］.中国酿造，2021，40 (2): 35-39.Screening and identification of cellulose-synthesis bacterium and its product structure andproperty characterizationLI Tingting, ZHAO Xin, REN Yelin, REN Jianan, HAN Xuerong *(School of L it% Science an_ Technology, Changchun University of S cience and Technology, Changchun 130022, China)Abstract ： In this study, a bacterial cellulose synthetic strain was screened and isolated from spoilage grape. Molecular biological identification was conducted,and the structure and properties of the products were characterized. The results showed that a bacterial cellulose synthetic strain was screened and isolated, and the 16S rRNA gene sequencing results of the strain indicated that it belonged to Acetobacter sp., and the serial number was ZX C6-15. The results ofscanning electron microscopy (SEM) and Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) analysis showed that the membrane produced by strain ZX C6-15had typical 3D nanofiber structure and typical bacterial cellulose absorption peak. Gel permeation chromatography (GPC) and X-ray diffraction (XRD) analysis results showed that the weight of average molecular mass (Mw) of membrane produced by the strain was 14.1 x 104 kDa, the number of averagemolecular mass (Mn) was 32.3x 104 kDa, the dispersion was 2.28, the crystallinity index was 96%, and the water absorption rate was 298%. The bacterial cellulose synthesized by the strain had excellent material properties, which laid a foundation for the optimization of subsequent culture conditions andlarge-scale production.Key words ： bacterial cellulose; strain screening; isolation and identification; structure and property; characterization细菌纤维素(bacterial cellulose ，BC )是微生物生产的 类似于纤维素的由D -9喃葡萄糖单体以0-1,4-糖A 键聚合 而成的胞外直链高分子多糖;该多糖由直径3〜4 nm 的微 纤维组成40〜60 nm 纤维束交织形成超精细3D 纳米网状结构叫细菌纤维素这种独特高分子结构和超细3D 纳米结构眄使其具有高持水能力［3］、高聚合度［4］、高机械强度［5］、高 结晶度［6＞等优异性能。
纳米纤维素晶体的制备及表征
纳米纤维素晶体的制备及表征一、引言纳米纤维素晶体是一种新型的纳米材料，由于其具有优异的力学性能、生物相容性和生物可降解性等优点，近年来引起了广泛的研究兴趣。
本文将介绍纳米纤维素晶体的制备方法及其表征。
二、制备方法纳米纤维素晶体的制备方法主要有两种：化学方法和物理方法。
1. 化学方法化学方法是指将纤维素通过化学反应转化为纳米纤维素晶体。
常用的化学方法有酸解法、氧化法和磷酸盐酯化法等。
以酸解法为例，其步骤如下：（1）将纤维素加入浓硝酸和浓硫酸的混合液中，反应后得到纳米纤维素晶体。
（2）将纳米纤维素晶体经过多次洗涤和离心，去除杂质。
（3）将纳米纤维素晶体进行干燥，得到纳米纤维素晶体粉末。
2. 物理方法物理方法是指通过物理手段将纤维素分解成纳米纤维素晶体。
常用的物理方法有超声波法、高压法和机械法等。
以超声波法为例，其步骤如下：（1）将纤维素加入超声波水浴中，通过超声波的作用将纤维素分解成纳米纤维素晶体。
（2）将纳米纤维素晶体经过多次洗涤和离心，去除杂质。
（3）将纳米纤维素晶体进行干燥，得到纳米纤维素晶体粉末。
三、表征方法纳米纤维素晶体的表征方法主要有以下几种：1. 扫描电子显微镜（SEM）SEM是一种常用的表征方法，可以观察纳米纤维素晶体的形貌和尺寸分布。
2. 透射电子显微镜（TEM）TEM可以观察纳米纤维素晶体的晶体结构和晶格常数等信息。
3. X射线衍射（XRD）XRD可以确定纳米纤维素晶体的晶体结构和晶格常数等信息。
4. 热重分析（TGA）TGA可以测定纳米纤维素晶体的热稳定性和热分解温度等信息。
5. 红外光谱（FTIR）FTIR可以测定纳米纤维素晶体的化学结构和官能团信息等。
四、结论纳米纤维素晶体是一种具有广泛应用前景的新型纳米材料，其制备方法和表征方法也在不断地完善和发展。
通过本文的介绍，相信读者已经对纳米纤维素晶体的制备和表征有了更深入的了解。
竹纤维素的结构表征
１ 材料 与 方 法
１１ 材 料 ．
纺 织用竹 纤维 ，由上 海 中纺物 产发 展有 限公司提 供 ； 黏胶用 竹浆 粕 ，由上海 浆粕 厂提 供 ，
利 用 亚硫 酸盐 法制备 ；造 纸用 竹浆 粕 、由福 建邵武 纸业 提供 ，利 用硫 酸盐 法制备 ；高级 竹浆
粕 ，用 于 Ｌ ｏｅ 纤 维 ，浙江 林业 研 究所 提供 ，利 用预 水解 硫 酸盐 法制 备 。 ｙｅｌ ｌ １ 物 化 性 能分析 ． ２
收稿 日期：２ ０ ・９２ ０ ６０ ・０ ｛通讯联 系人 作者简 介：刘福娟 （９ ９ ） １７ ～ ，女，硕士研究生，主要研究方向：纺织材料 与纺织品设计。
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纤 维 素 科 学 与 技 术
第 ｌ 卷 ５
ｌ 结构表 征 ＿ ３
纤 维 的形貌 用 Ｎｉｏ Ｃ ＩＳ ０ ｋ ｎ Ｅ ＬＰ Ｅ ５ｉ光学 显微镜 和 日本 ＪＭ．６０ Ｖ 扫 描 电子显 微镜 Ｓ ５０Ｌ （Ｅ ） 察 ， ＳＭ 观 实验制 样 条件 ： 环氧树 脂包 埋 、 用 液氮冷 冻 切取截 面 ； 傅立 叶红外 光谱 （ ＴＲ） ＦＩ 在 尼 高 力 ＮＥ ＸＵＳ ７ 红 外 一拉 曼 光 谱 仪 上 测 定 ，试 样 采 用 溴 化钾 压 片法 ；ｘ 射 线 衍 射 ６０ ． （ ＸＤ）分 析在 Ｄ／ ｘ２ ５ Ｐ ８ｋ 转 靶 ｘ． 线衍 射仪 上进 行 ，采用粉末 法 ，测试 条 ＷＡ Ｍａ．５０ Ｃ １ Ｗ 射 件 ：Ｃ Ｋ ｔ （ ＝０１４ｎ ， 电压 ４ Ｖ， 电流 ３ Ａ。 ｕ ｃ靶 ２ ．５ ｍ） ０ｋ ０ｍ
竹纤维光滑 的表 面，竹浆 粕呈现明显 的微纤结构； 由 ｘ． 衍射 （ ＸＤ）分析结果可 ＷＡ
知，纺织用竹纤维结晶属 于典 型的纤维素 Ｉ，内部具有完善 的微纤结构 ，结晶度和 晶 粒 尺寸均明显 高于三种竹浆粕 ，主要原 因是分子间具有更强的氢键作用。
纤维素高压蒸气闪爆改性前后结构表征研究
蒸 气 闪爆 最 初 是 用 于植 物 纤维 的高 效 分离 ，并 研 究 出 蒸气 闪爆 高得 率 制 浆 新 方 法 ［ ，后蒸 气 闪爆 ｊ ２ ］ 技 术应 用于 纯 纤 维 素 ～ ．该 方 法 有 能 够 破 坏纤 维 素 的 内 、外 层 结构 的 潜 在能 力 ．这 一 点 从原 理 上 很 容 引
蒸 气 输 入 阀 ，而后 突 然 打 开 与 排 气 管 相 连 的球 形 阀 ，闪爆 出 的纤 维 素 借 助 压 差 进 入 收 集 器 中 ，收 集 到 １ ４ｎ 的铜 网 内 ， 物 料进 行 清 洗 ，以丙酮 去 水 ，干燥 ， 后进 行 分析 表 征 ． ５ ｍ 将 而
１ ３ 测 试分 析 ． １ ３ １ Ｘ 射线 衍 射分 析 ． ． 一 试 验 采 用 日本 理 学 电机 株 式 会 社 的 ｘ一 线 仪 （ ／ 射 Ｄ ＭＡＸ— ＲＢ） ，条 件 为 ：铜 靶 ，管 压 ４ Ｖ，管 流 ０ｋ ５ ０ｍＡ．结 晶度 Ｘ （ Ｘ）通 过 下 式 计算
纤 维 素 的每个 葡 萄 糖 单 元 上有 三个 羟 基 ，因 此 其羟 基 密 度 很高 ，然 而 由于 纤 维 素分 子 内和分 子 间存 在 着大 量 的 氢键 ，以及 纤 维 素 超 分 子 结 构 的复 杂 性 ，使得 反 映 试 剂 抵 达 纤 维 素 羟 基 难 易 程度 的 可 及 度 低 ，溶 解 困难 ，反 应性 能 及 化 学 反应 的均 一性 差 ．因此 ，人们 采用 各 种方 法 来 对纤 维 素进 行 改 性 ．其 中 ， 物理 改性 中 的高 压蒸 气 闪爆 改性 ，由于 其具 有 处理 时 间短 ， 毒 、无污 染 ， 耗 低 ， 效 等优 点 ，是很 有 无 能 高
纤维素的氢谱
纤维素的氢谱
纤维素的氢谱是一种用于分析纤维素分子结构的方法。
纤维素分子由许多葡萄糖基单元组成，每个葡萄糖基单元上有许多羟基基团，这些羟基基团能够吸收特定波长的电磁辐射。
在氢谱中，我们将样品溶解在DMSO溶剂中，并将其置于磁场中，然后在样品中引入特定频率的射频波，以观察样品中各个羟基的吸收峰。
在纤维素的氢谱中，我们可以观察到两个主要的峰：3.3ppm处的α-羟基吸收峰和4.3ppm处的β-羟基吸收峰。
此外，还可以观察到一些其他的小峰，这些峰通常由其他基团引起的，如C2H5基和甲基基团等。
纤维素氢谱的峰强度和峰位置可以提供有关纤维素分子结构的信息，例如它们的直链程度和亚甲基和羟基含量。
由于其简单和快速的表征方式，氢谱是一种广泛使用的分析方法，可用于研究纤维素的结构和性质，在生物医学、化工、纺织品等领域有广泛的应用前景。
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表征参数
morphological changes （形态变化）
原子力显微镜（AFM） 小角中子散射（SANS）
对样品进行纳米区域的物 理性质包括形貌进行探测 Surface roughness （表面粗糙度） 纤维素区域、半纤维素区 域变化表征
热重分析（TGA）
AFEX and DA pretreatment of corn stover
5、 enzymatic hydrolysis（酶解）
木质纤维素底物特性 影响酶解效率的原因 酶特性
移除木质素、木聚糖， 切断木质素-纤维素连接链 酶吸附量、不同酶协同
产物抑制
低聚纤维素、低聚木质素
AFEX and DA pretreatment of corn stover
6、 Enzyme adsorption （吸附）
DA：53 mg/g lignin AFEX： 38.7 mg/g lignin 131 mg/g cellulose 270 mg/g cellulose
木质素限制纤维素酶酶解效率：
策略：
积累酶量、 改变相邻纤维素链表面化学性质
推动木质素液滴
01
酶非生产性吸附
02
木质素限制纤维素可及性
消除木质素抑制水解过程
03
阻碍酶在纤维素表面流动
AFEX and DA pretreatment of corn stover
7、 Cellulosic ethanol production （乙醇产品） 生物乙醇产品的成本是石油燃料的2-3倍；
（原料清洗、营养供给、解毒等单元操作） DA 预处理反应器 产品价格(每升汽油) 底物利用率 $22.5 $1.36 低 AFEX $9.15 $1.32 无糖水化合物损耗
温室气体排放
高
低
Conclusion
预处理方法：AFEX优于DA AFEX：酶用量低，碳源损失最小，较少清洗、解毒等单元操作
Hale Waihona Puke Abstract目的 方法
Dilute acid(DA), Ammonia fiber explosion (AFEX)
手段
评估 标准
底物：组成、 结晶度、形 态、结构变 化 酶：相对酶 活、酶吸附 量
降低纤维 素转化为 乙醇产品 的成本
预处理玉 米秸秆， 克服其顽 抗性
Introduction
An evaluation of dilute acid and ammonia fiber explosion pretreatment for cellulosic ethanol production
——Bioresource Technology (2015) 对硫酸和氨纤维爆破法预处理纤维素生成乙醇的效益评估
DA
是 209-34 增加 无 有
DA：纤维素纤维生成纳米晶体（未断裂的纤维片段）；半纤维素移除。
AFEX：热重分析半纤维素域降解温度升高，纤维素域降低； 推测纤维素分解为小分子纤维素或cellulose Iβ转化为cellulose III
AFEX and DA pretreatment of corn stover
3、Surface roughness and morphological changes （表面粗糙 度和形态变化）
表征参数
形态改变 纤维素纤维宽度（nm） 表面粗糙度 半纤维素域（245-290℃） 失重峰 纤维素域（290-350℃）失 重峰
Untreated
__ __ __ 有 有
AFEX
否 685-119 增加 有 有
AFEX and DA pretreatment of corn stover
3、Surface roughness and morphological changes （表面粗糙 度和形态变化）
仪器
共焦荧光显微镜
原理
利用激光束经照明针孔形成点 光源对标本内焦平面的每一点 扫描，标本上的被照射点，在 探测针孔处成像，由光电倍增 管或冷电耦器件逐点或逐线接 收后在显示器上形成荧光图像。 利用原子之间的范德华力作用 来呈现样品的表面特性。 利用低散射角处弹性中子散射 研究不同物质内部介观尺度 （1至数百纳米）结构。 在程序控制温度下测量待测样 品的质量与温度变化关系的一 种热分析技术，用来研究材料 的热稳定性和组份。
AFEX：增加表面亲和能力； 破坏结晶结构域、生物质纤维； 切断木质素与纤维素连接链 移除乙酰基 通过降低疏水作用力增强酶解能力
多糖产物降解后再聚合， 木质素聚合形成伪木质素 （含C=O、脂肪族结构）
AFEX and DA pretreatment of corn stover
2、crystallinity(结晶度)
木质纤维素
预处理
生物燃料
发酵
纤维素 聚合度高 结晶度高 顽抗性强 亲和性低 酶解效率低
酶解
葡萄糖
预处理方法：DA，AFEX
AFEX and DA pretreatment of corn stover
1、 Compositional difference （组成差异）
葡萄糖 木聚糖 阿拉伯聚糖 乙酰基 酸不溶木质素 杂质 乙醇提取物
目的
纤维素链间和链中氢键
植物细胞壁
酶解速率：amorphous cellulose ≥ cellulose III ≥ cellulose II ≥ cellulose I
评价手段
结晶度：DA：20% 38% 移除无定型半纤维素和部分木质素 AFEX：无明显变化 破坏纤维素结晶结构域，推测cellulose Iβ转 化为cellulose III
4、Structural changes to lignin（木质素结构变化）
β芳香醚、 联苯醚、 联苯连接
木质素单体结构
芳香环
木质素
酯键醚键
木质素
半纤维素
HSQC NMR spectra分析（核磁共振） DA： β芳香醚减少60 AFEX：β芳香醚减少20%
AFEX and DA pretreatment of corn stover