第1章 生物質(zhì)化工及材料概述 1

1.1 生物質(zhì)化工技術(shù)及發(fā)展趨勢 2

1.1.1 生物質(zhì)化工概述 3

1.1.2 生物質(zhì)化工技術(shù)的現(xiàn)狀 3

1.1.3 生物質(zhì)綠色化工技術(shù) 4

1.1.4 生物質(zhì)化工的發(fā)展方向 6

1.2 生物質(zhì)材料及發(fā)展趨勢 6

1.2.1 生物質(zhì)材料的定義 7

1.2.2 生物質(zhì)材料的特征 7

1.2.3 生物質(zhì)材料的應(yīng)用 8

1.2.4 生物質(zhì)材料的發(fā)展方向 9

參考文獻 9



第2章 生物質(zhì)化工技術(shù) 12

2.1 生物質(zhì)直接燃燒技術(shù) 12

2.1.1 生物質(zhì)直接燃燒技術(shù)的特點 13

2.1.2 直接燃燒技術(shù) 14

2.1.3 生物質(zhì)與煤混合燃燒技術(shù) 15

2.1.4 生物質(zhì)直接燃燒技術(shù)存在的問題 15

2.2 生物質(zhì)熱解技術(shù) 16

2.2.1 生物質(zhì)熱解機理 16

2.2.2 生物質(zhì)熱解的動力學 18

2.2.3 生物質(zhì)熱解影響因素 20

2.2.4 生物質(zhì)熱解工藝類型 21

2.2.5 生物質(zhì)快速熱解技術(shù)及研究開發(fā)現(xiàn)狀 22

2.2.6 生物質(zhì)熱解技術(shù)產(chǎn)業(yè)化需解決的問題 25

2.3 生物質(zhì)液化技術(shù) 25

2.3.1 生物質(zhì)液化技術(shù)類型 25

2.3.2 生物質(zhì)快速熱解液化 26

2.3.3 生物質(zhì)高壓液化 29

2.3.4 生物質(zhì)與煤共液化研究 33

2.4 生物質(zhì)氣化技術(shù) 33

2.4.1 生物質(zhì)氣化技術(shù)的發(fā)展 33

2.4.2 生物質(zhì)氣化原理 34

2.4.3 生物質(zhì)氣化工藝及設(shè)備 34

2.4.4 生物質(zhì)氣化的影響因素 41

2.4.5 生物質(zhì)氣化燃氣的凈化 43

參考文獻 44



第3章 生物質(zhì)制氫及相關(guān)技術(shù) 47

3.1 生物質(zhì)熱化學制氫技術(shù) 48

3.1.1 熱化學制氫技術(shù)類型 48

3.1.2 生物質(zhì)氣化制氫 49

3.1.3 生物質(zhì)熱裂解制氫 54

3.1.4 生物質(zhì)熱解油重整制氫 55

3.1.5 生物質(zhì)熱化學制氫的影響因素 55

3.1.6 生物質(zhì)制氫技術(shù)經(jīng)濟可行性分析 56

3.2 超臨界水中生物質(zhì)氣化制氫技術(shù) 56

3.2.1 制氫機理 57

3.2.2 制氫反應(yīng)動力學 58

3.2.3 超臨界水中生物質(zhì)制氫的影響因素 59

3.2.4 制氫工藝與主要設(shè)備 61

3.3 光催化重整生物質(zhì)制氫技術(shù) 62

3.3.1 光催化重整生物質(zhì)制氫 63

3.3.2 光催化重整乙醇制氫 64

3.3.3 光催化重整甲醇制氫 65

3.4 生物質(zhì)乙醇水蒸氣重整制氫技術(shù) 67

3.4.1 乙醇水蒸氣重整反應(yīng)的途徑 67

3.4.2 乙醇水蒸氣催化重整制氫反應(yīng)熱力學 69

3.4.3 乙醇水蒸氣重整制氫反應(yīng)動力學 69

3.4.4 乙醇水蒸氣重整制氫反應(yīng)催化劑 70

參考文獻 72



第4章 生物質(zhì)新能源的制備 74

4.1 燃料乙醇的生產(chǎn)技術(shù) 74

4.1.1 燃料乙醇的發(fā)展與應(yīng)用 75

4.1.2 燃料乙醇生產(chǎn)的主要方法 76

4.1.3 生物質(zhì)水解制取燃料乙醇技術(shù) 77

4.2 燃料甲醇的生產(chǎn)技術(shù) 84

4.2.1 生物質(zhì)合成甲醇國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 84

4.2.2 生物質(zhì)合成燃料甲醇技術(shù) 85

4.2.3 生物質(zhì)氣化甲醇合成系統(tǒng) 87

4.2.4 生物質(zhì)氣化甲醇合成工藝 91

4.3 生物柴油的制備工藝 93

4.3.1 生物柴油的優(yōu)缺點 94

4.3.2 生物柴油的生產(chǎn)方法 95

4.3.3 生物柴油在國內(nèi)外的發(fā)展狀況 101

4.4 生物油 102

4.4.1 生物油的化學組成 102

4.4.2 生物油的生產(chǎn)與精制 103

4.4.3 生物油的應(yīng)用 105

參考文獻 105



第5章 生物質(zhì)制備平臺化合物 107

5.1 生物質(zhì)甘油制備1,3-丙二醇 107

5.1.1 1,3-丙二醇的合成方法 108

5.1.2 甘油化學法轉(zhuǎn)化為1,3-丙二醇 109

5.2 生物質(zhì)制備糠醛 110

5.2.1 糠醛的生產(chǎn)技術(shù) 111

5.2.2 糠醛制備的影響因素 112

5.3 生物質(zhì)制備新型平臺化合物乙酰丙酸 113

5.3.1 乙酰丙酸的制備方法 114

5.3.2 生物質(zhì)水解生成乙酰丙酸的機理 117

5.3.3 生物質(zhì)水解生成乙酰丙酸的反應(yīng)動力學 118

5.3.4 乙酰丙酸的提取方法 119

參考文獻 120



第6章 木質(zhì)纖維素生物質(zhì)預處理技術(shù) 121

6.1 木質(zhì)纖維素的組成與結(jié)構(gòu)特征 121

6.1.1 纖維素 121

6.1.2 半纖維素 122

6.1.3 木質(zhì)素 123

6.2 木質(zhì)纖維素預處理的意義 124

6.3 木質(zhì)纖維素原料的預處理技術(shù) 124

6.3.1 物理法 125

6.3.2 物理化學法 128

6.3.3 化學法 131

6.3.4 生物法 136

6.3.5 聯(lián)合預處理技術(shù) 136

參考文獻 138



第7章 生物合成聚合物及應(yīng)用 140

7.1 聚羥基烷酸酯 141

7.1.1 聚羥基烷酸酯的種類 141

7.1.2 PHA的生物合成 142

7.1.3 PHA的物理性質(zhì) 144

7.1.4 PHA的生物學特征 147

7.1.5 PHA的改性 148

7.1.6 PHA的應(yīng)用 150

7.1.7 PHA的應(yīng)用前景與展望 151

7.2 聚氨基酸 151

7.2.1 聚-谷氨酸 151

7.2.2 聚賴氨酸 155

7.2.3 藍細菌肽 157

7.2.4 聚氨基酸的應(yīng)用前景與展望 158

參考文獻 159



第8章 生物質(zhì)基聚酯的合成及應(yīng)用 160

8.1 聚乳酸 161

8.1.1 聚乳酸的發(fā)展歷史 161

8.1.2 聚乳酸的合成 161

8.1.3 聚乳酸的性能 163

8.1.4 聚乳酸的應(yīng)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發(fā)展史 167

8.2.2 聚丁二酸丁二醇酯的合成 168

8.2.3 PBS的性質(zhì) 170

8.2.4 PBS的應(yīng)用 170

8.3 展望 171

參考文獻 171



第9章 纖維素及材料 173

9.1 纖維素的結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 173

9.1.1 分子結(jié)構(gòu)和分子量 173

9.1.2 聚集態(tài)結(jié)構(gòu) 174

9.1.3 氫鍵結(jié)構(gòu) 174

9.1.4 溶解性 175

9.1.5 液晶行為 177

9.2 纖維素的化學改性及應(yīng)用 177

9.2.1 醚化反應(yīng) 177

9.2.2 酯化反應(yīng) 178

9.2.3 氧化反應(yīng) 180

9.2.4 交聯(lián)改性 180

9.2.5 接枝共聚改性 181

9.2.6 均相化學改性 181

9.3 再生纖維素材料 183

9.3.1 再生纖維素纖維 183

9.3.2 纖維素中空纖維 185

9.3.3 再生纖維素膜 186

9.3.4 其他纖維素材料 187

9.4 天然纖維及其復合材料 187

9.4.1 天然纖維的種類及性質(zhì) 188

9.4.2 天然纖維的表面處理 189

9.4.3 天然纖維復合增強材料 191

9.5 纖維素納米纖維復合材料 193

9.5.1 天然纖維素納米纖維 193

9.5.2 細菌纖維素 194

9.5.3 靜電紡絲納米纖維 194

參考文獻 195



第10章 淀粉及材料 198

10.1 淀粉的結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 198

10.1.1 直鏈淀粉與支鏈淀粉 198

10.1.2 淀粉的結(jié)晶 199

10.1.3 淀粉的物化性質(zhì) 200

10.2 淀粉及其改性材料 201

10.2.1 熱塑性淀粉材料 201

10.2.2 化學改性淀粉材料 203

10.2.3 淀粉基共混材料 208

10.2.4 淀粉基復合材料 213

10.3 結(jié)論與展望 216

參考文獻 216



第11章 海洋生物質(zhì)聚多糖及材料 218

11.1 甲殼素和殼聚糖 218

11.1.1 甲殼素和殼聚糖的來源與結(jié)構(gòu) 218

11.1.2 甲殼素和殼聚糖的化學改性 219

11.1.3 甲殼素和殼聚糖的應(yīng)用 222

11.2 海藻酸及海藻酸鹽 228

11.2.1 海藻酸及海藻酸鹽的來源與結(jié)構(gòu) 228

11.2.2 海藻酸及海藻酸鹽的化學改性 229

11.2.3 海藻酸及海藻酸鹽的應(yīng)用 231

參考文獻 239



第12章 天然聚多糖納米晶及應(yīng)用 242

12.1 天然聚多糖納米晶的種類和性質(zhì) 242

12.1.1 纖維素納米晶 243

12.1.2 甲殼素納米晶的制備與性質(zhì) 245

12.1.3 淀粉納米晶的制備與性質(zhì) 246

12.2 天然聚多糖納米晶的修飾 247

12.2.1 聚多糖納米晶的物理修飾 247

12.2.2 聚多糖納米晶的化學修飾 248

12.3 天然聚多糖納米晶的應(yīng)用 251

12.3.1 聚多糖納米晶改性復合材料的增強機理模型 252

12.3.2 天然聚多糖納米晶改性聚合物材料 253

12.4 天然聚多糖納米晶功能材料及應(yīng)用 256

12.4.1 聚多糖納米晶模板合成無機納米粒子 256

12.4.2 聚多糖納米晶制備有機滲透膜 257

12.4.3 聚多糖納米晶在凝膠復合材料中的制備及應(yīng)用 257

12.4.4 聚多糖納米晶在特殊功能材料領(lǐng)域的應(yīng)用 258

12.4.5 聚多糖納米晶在導電材料領(lǐng)域的應(yīng)用 260

12.4.6 聚多糖納米晶基液晶光學材料 261

12.4.7 聚多糖納米晶在其他領(lǐng)域的應(yīng)用 262

參考文獻 264



第13章 木質(zhì)素及改性材料 266

13.1 木質(zhì)素的結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 266

13.1.1 木質(zhì)素的多級結(jié)構(gòu) 266

13.1.2 木質(zhì)素的物理性質(zhì) 271

13.1.3 木質(zhì)素的降解性 276

13.1.4 木質(zhì)素的衍生化 285

13.1.5 木質(zhì)素的接枝共聚 288

13.2 木質(zhì)素復合材料 290

13.2.1 木質(zhì)素酚醛樹脂 290

13.2.2 木質(zhì)素聚氨酯 292

13.2.3 木質(zhì)素填充改性橡膠 295

13.2.4 木質(zhì)素共混改性聚烯烴 297

13.2.5 木質(zhì)素/天然高分子復合材料 298

13.3 木質(zhì)素及材料的應(yīng)用 300

13.3.1 木質(zhì)素材料用作工程塑料 300

13.3.2 木質(zhì)素材料用作泡沫和薄膜材料 301

13.3.3 木質(zhì)素材料用作膠黏劑 302

13.3.4 木質(zhì)素及其衍生物用作絮凝劑 304

13.3.5 木質(zhì)素及其衍生物的其他用途 305

13.4 結(jié)論和展望 306

參考文獻 306



第14章 天然橡膠及應(yīng)用 310

14.1 天然橡膠的發(fā)展歷史 310

14.1.1 國內(nèi)外天然橡膠發(fā)展歷史 310

14.1.2 天然橡膠大分子結(jié)構(gòu)與性能的認知歷程 311

14.2 天然橡膠的生物合成、分子結(jié)構(gòu)及制備 312

14.2.1 天然橡膠的生物合成 312

14.2.2 天然橡膠的超分子結(jié)構(gòu)支化和凝膠 315

14.2.3 天然橡膠的制備 316

14.2.4 特種天然橡膠的制備 316

14.3 天然橡膠的結(jié)晶及理化性質(zhì) 317

14.3.1 天然橡膠的低溫結(jié)晶 317

14.3.2 天然橡膠的應(yīng)變誘導結(jié)晶 318

14.3.3 天然橡膠的性能概述 319

14.4 天然橡膠的物理、化學改性及應(yīng)用 321

14.4.1 物理改性 321

14.4.2 化學改性 324

14.4.3 天然橡膠的應(yīng)用 326

14.5 其他天然橡膠 328

14.5.1 銀菊橡膠 328

14.5.2 蒲公英橡膠 328

14.5.3 杜仲橡膠 329

參考文獻 329



第15章 動物蛋白質(zhì)及材料 331

15.1 絲蛋白質(zhì) 331

15.1.1 蠶絲及其組成 331

15.1.2 蜘蛛絲及其組成 332

15.1.3 動物絲的力學性能 333

15.1.4 動物絲及絲蛋白的降解 333

15.1.5 動物絲及絲蛋白的應(yīng)用 335

15.2 彈性蛋白質(zhì) 337

15.2.1 彈性纖維的物理化學性質(zhì) 337

15.2.2 彈性蛋白的制備和分析 340

15.2.3 彈性蛋白質(zhì)材料的應(yīng)用 341

參考文獻 342



第16章 植物蛋白質(zhì)及材料 344

16.1 常見的天然植物蛋白質(zhì) 344

16.1.1 大豆蛋白質(zhì) 344

16.1.2 玉米蛋白質(zhì) 345

16.1.3 小麥蛋白質(zhì) 346

16.2 植物蛋白質(zhì)的物理和化學性質(zhì) 346

16.2.1 蛋白質(zhì)的物理性質(zhì) 346

16.2.2 蛋白質(zhì)的化學反應(yīng) 348

16.2.3 蛋白質(zhì)的接枝共聚 350

16.3 天然植物蛋白質(zhì)材料 350

16.3.1 增塑和變性蛋白質(zhì)材料 351

16.3.2 交聯(lián)改性蛋白質(zhì)材料 352

16.3.3 蛋白質(zhì)共混材料 354

16.3.4 納米復合蛋白質(zhì)材料 357

16.4 植物蛋白質(zhì)材料的應(yīng)用 359

16.4.1 蛋白質(zhì)降解材料 359

16.4.2 可食性薄膜和包裝材料 360

16.4.3 蛋白質(zhì)纖維和納米纖維 361

16.4.4 蛋白質(zhì)膠黏劑 363

16.4.5 蛋白質(zhì)生物材料 366

16.5 結(jié)論和展望 368

參考文獻 369



第17章 天然植物油及材料 372

17.1 天然油脂的結(jié)構(gòu)及組成 372

17.2 植物油的直接聚合及其材料 375

17.2.1 植物油-乙烯基單體共聚塑料 375

17.2.2 蓖麻油型聚氨酯及互穿網(wǎng)絡(luò)材料 378

17.2.3 基于甘油為原料的聚合物材料 379

17.2.4 植物油及對應(yīng)脂肪酸聚合物 381

17.3 植物油化學改性及材料 387

17.3.1 聚酯 387

17.3.2 聚氨酯 390

17.3.3 丙烯酸/馬來酸酐改性植物油-乙烯基單體共聚塑料 393

17.3.4 環(huán)氧樹脂 394

17.3.5 聚酰胺和聚酯酰胺 395

17.3.6 聚多酚 396

17.4 植物油復合材料及納米復合材料 397

17.5 結(jié)論及展望 399

參考文獻 399