纤维素纤维范文

时间:2023-03-14 19:03:55

纤维素纤维范文第1篇

人体缺乏维生素B1,会引起呕吐、厌食、便秘、腹泻等消化道症状,烦躁、嗜睡、呆视、惊厥等神经系统症状,以及心律加快、全身浮肿,甚至心力衰竭等循环系统症状。适量多吃干果、硬壳果、豆类、动物内脏、蛋、绿叶蔬菜等,有利于补充维生素B1。

纤维素(包括粗纤维和果胶、木质胶等水溶性纤维)是植物的种子以及根、茎、叶的主要成分,它在人体内不会产生热量,没有蛋白质、无机盐、维生素等的特殊功能,被人们排除在主要营养素外,是不是它的“损失”就可以忽略不计了呢?

不然。纤维素也是人体不可缺少的物质,对维护健康有重要作用。

纤维素促健康

适量的纤维素进入口腔后,需要牙齿进行充分的咀嚼,从而促进消化液的分泌,增进食欲;纤维素进入胃部后,占有一定体积,使人产生饱腹的感觉;进入肠道后,不溶于水的粗纤维能加速肠管蠕动,使各种营养物质更易于被消化吸收。

更值得一提的是,蛋白质最后的分解产物———氨,能附在肠壁上,使肠壁细胞发生无规则的变化,长期如此,可能会引起癌变。经常摄入适量的纤维素,促使肠管蠕动加快,粪便易于排出,附在肠壁上的氨也就被及时排出体外。

纤维素预防结肠癌

近年来国外有不少营养学者发现,经常食用精细食品而食纤维素少的人群,结肠癌发病率高;而饮食中有适量纤维素的人群,结肠癌发病率低。

美国巴士开特教授曾经对世界不同地区的结肠癌发病率作了比较,发现西欧、北欧及北美显著高于其他地区。他指出,美国死于结肠癌的人数,男性仅次于肺癌,女性仅次于乳腺癌;而在非洲的一些国家,结肠癌十分罕见。他认为膳食中的纤维素起着重要作用。由于进食纤维较少,长期大便秘结,导致肠道中厌氧菌大量繁殖,喜氧菌较少,因而使大便内的中性胆固醇、胆固醇、胆盐等数量增多,以致引起各种疾病。

有人调查分析发现,吃纤维素少的地区,人群中溃疡性结肠炎、阑尾炎、憩室病、冠心病、胆石症及食道裂孔疝等的发病率显著高于其他地区。

防治痔疮和便秘

“十人九痔”,这句话反映了痔的发病之普遍。由于大便干燥,经常阻塞在直肠附近,能使肠静脉回流不畅,发生瘀血停滞形成“痔”。如果经常适量吃些含纤维素的食品,就能保持大便通畅,防止痔的发生。

另外,一般老年人的结肠、直肠肌肉萎缩,排便力较差,易发生便秘,如果可以适当吃些含纤维素的食物,就能预防。

适量吃纤维素

纤维素纤维范文第2篇

关键词:纤维素 膳食纤维

在讲解初中七年级生物饮食与营养教学过程中,学生常常会提出这些问题:是不是纤维素我们都能吃?为什么羊儿、马儿能吃的纤维素人却不能吃呢?纤维素都是膳食纤维吗?纤维素属于糖类那为什么又称为“第七营养素”呢?等等。经过查阅资料我总结出了两者的区别与联系,并让学生充分理解了膳食纤维的概念及在人体生命活动中的作用。

纤维素(cellulose)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50%以上。棉花的纤维素含量接近100%,为天然的最纯纤维素来源。一般木材中,纤维素占40%~50%,还有10%~30%的半纤维素和20%~30%的木质素。此外,麻、麦秆、稻草、甘蔗渣等,都是纤维素的丰富来源。纤维素是重要的造纸原料。此外,以纤维素为原料的产品也广泛用于塑料、炸药、电工及科研器材等方面。草食动物则依赖其消化道中的共生微生物将纤维素分解,从而得以吸收利用。我们人类不具备羊儿、牛儿等草食动物消化纤维素的胃肠道特征。

而膳食纤维是指人类食物中的纤维素,它对人类的健康有着重要作用。从分子学的角度讲,膳食纤维是七年级生物课本所列六大营养素之一的糖类。因为膳食纤维是一种不被消化吸收的物质,过去认为是“废物”,现在通过临床研究发现,膳食纤维在延长生命方面有着重要作用。因此,称它为“第七营养素”。

江苏科学技术出版社出版的七年级上册生物教材(2004初审通过的教材),在第一单元第三章“信息库”别补充列出了膳食纤维的作用,这在以前的教科书中是没有的。由此可知现代社会人的饮食中膳食纤维对健康的重要性。

膳食纤维在人类健康的作用大致如下:

1.绝大部分不能被人体消化吸收,刺激胃壁而增加分泌液,促进肠胃蠕动,增加排便量,防止便秘;

2.能促进食物及残渣通过肠道,使肠道内有害物质迅速排出,起到预防肠癌的作用;

3.能消除血中不良胆固醇,防止动脉硬化,有利于心血管疾病的预防;

4.可以延缓及减少葡萄糖的吸收率,有助于血糖的控制,减轻胰脏的负担;

5.对于比较肥胖的人来说,多食用一些含膳食纤维高的食物可延缓胃排空、增加饱足感,达到控制体重的目的。

纤维素纤维范文第3篇

2.细菌纤维素及其酯化产物与聚乳酸的复合材料的制备与表征徐田军,冯玉红,庞素娟,XUTian-jun,FENGYu-hong,PANGSu-juan

3.国产棉浆粕的性能表征及制备二醋酸纤维素的研究马晓龙,乐保祥,沈琳,彭为骏,张杰,MAXiao-long,LEBao-xiang,SHENLin,PENGWei-jun,ZHANGJie

4.MWCNTs含量对纤维素/[BMIM]Cl溶液及其纤维性能和形态结构的影响陈桃,蔡涛,张慧慧,邵惠丽,胡学超,CHENTao,CAITao,ZHANGHui-hui,SHAOHui-li,HUXue-chao

5.工业大麻秆的显微构造和纤维形态研究李晓平,陈冲,LIXiao-ping,CHENChong

6.棉秆皮脱胶工艺比较研究张胜靖,孙建磊,李龙,ZHANGSheng-jing,SUNJian-lei,LILong

7.大孔球形纤维素阴离子交换树脂PSC-AN的制备及表征曾淼,ZENGMiao

8.麦草亚铵法氧脱木素浆的短流程漂白马柯,曹云峰,MAKe,CAOYun-feng

9.SFP-AQ法预处理麦秸秆酶解葡萄糖得率的变化规律王艳丽,曹云峰,杨洋,WANGYan-li,CAOYun-feng,YANGYang

10.农业秸秆半纤维素分离及纯化技术研究进展任俊莉,彭锋,彭新文,孙润仓,PENJun-li,PENGFeng,PENGXin-wen,SUNRun-cang

11.农作物秸秆用于制备活性炭的研究进展郑秋生,李龙,胡雪玉,ZHENGQiu-sheng,LILong,HUXue-yu

12.透明纳米纤维纸的性能与制备方法邓瑜,白玮,何潇,沈青,DENGYu,BAIWei,HEXiao,SHENQing

1.自水解预处理对稻草化学成分及酶解性能的影响荆磊,金永灿,张厚民,韩强,HasanJameel,RichardPhillips,JINGLei,JINYong-can,CHANGHou-min,HANQiang,HasanJameel,RichardPhillips

2.酶解木质素环氧树脂/蒙脱土复合材料的制备及表征高仁金,陈云平,程贤甦,GAORen-jin,CHENYun-ping,CHENGXian-su

3.毛竹多元醇液化及液化产物的分析张金萍,杜孟浩,王敬文,黄素梅,ZHANGJin-ping,DUMeng-hao,WANGJing-wen,HUANGSu-mei

4.溶剂对醋酸纤维素静电纺丝可纺性的影响周伟涛,邵秋娟,何建新,崔世忠,高卫东,ZHOUWei-tao,SHAOQiu-juan,HEJian-xin,CUIShi-zhong,GAOWei-dong

5.丝素/羧甲基壳聚糖共混膜的结构与性能王延伟,张弦,王艳,何建新,WANGYan-wei,ZHANGXian,WANGYan,HEJian-xin

6.纤维素/壳聚糖复合膜的制备及结构表征马浩,郑长青,李毅群,MAHao,ZHENGChang-qing,LIYi-qun

7.用反应量热仪研究棉短绒纤维素的乙酰化反应梁银春,马晓龙,陈昀,黄玉庆,曹建华,张杰,LIANGYin-chun,MAXiao-long,CHENYun,HUANGYu-qing,CAOJian-hua,ZHANGJie

8.枫香树材硫酸盐制浆工艺技术研究刘祝兰,曹云峰,杨益琴,熊林根,LIUZhu-lan,CAOYun-feng,YANGYi-qin,XIONGLin-gen

9.SFP-AQ法预处理麦秸秆对酶解还原糖得率的影响王艳丽,曹云峰,杨洋,WANGYan-li,CAOYun-feng,YANGYang

10.木质素在环氧树脂合成中的应用进展冯攀,谌凡更,FENGPan,CHENFan-geng

11.纤维素功能化研究的新进展Ⅲ.纤维素的功能化方法功靓,卓小龙,沈青,GONGLiang,ZHUOXiao-long,SHENQing

12.壳聚糖的自由基聚合修饰改性徐伟男,沈青,XUWei-nan,SHENQing

1.SO_4~(2-)/ZrO_2固体酸催化氧化降解木质素的因素分析陈云平,方润,杨平,程贤甦,CHENYun-ping,FANGRun,YANGPing,CHENGXian-su

2.新型纤维素螯合吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附研究黄金阳,刘明华,HUANGJin-yang,LIUMing-hua

3.表面活性剂对球形纤维素珠体得率的影响黄统琳,田晨,刘以凡,刘明华,HUANGTong-lin,TIANChen,LIUYi-fan,LIUMing-hua

4.高黏羟丙基甲基纤维素的黏度测试方法研究赵明,王霞,徐原,邵自强,ZHAOMing,WANGXia,XUYuan,SHAOZi-qiang

5.金属离子助催化稀酸水解纤维素工艺的研究蒋崇文,肖豪,邓慧东,张煜,饶猛,JIANGChong-wen,XIAOHao,DENGHui-dong,ZHANGYu,RAOMeng

6.磺化木质素水溶液的流变行为周洪峰,周天(韚),董金桥,沈青,ZHOUHong-feng,ZHOUTian-wei,DONGJin-qiao,SHENQing

7.聚电解质的层层自组装模型及参数探讨秦瑞娟,杜聪,马骁,何潇,沈青,QINRui-Juan,DUCong,MAXiao,HEXiao,SHENQing

8.固定化黄孢原毛平革菌生产乙二醛氧化酶的研究张旭初,张朝晖,ZHANGXu-chu,ZHANGZhao-hui

9.麦草亚铵法氧脱木素浆蒽醌强化次氯酸盐漂白马柯,曹云峰,杨洋,刘祝兰,熊林根,MAKe,CAOYun-feng,YANGYang,LIUZhu-lan,XIONGLin-gen

10.木质生物材料液化的研究现状及应用李晓平,黄润州,杨骁丽,LIXiao-ping,HUANGRun-zhou,YANGXiao-li

11.生物质热解液化的研究进展贺心燕,HEXin-yan

12.《纤维素科学与技术》征稿启事

13.纤维素功能化研究的新进展Ⅱ.纤维素功能化的新型溶剂功靓,卓小龙,沈青,GONGLiang,ZHUOXiao-long,SHENQing

1.交联处理对Lyocell纤维抗原纤化性能的影响魏孟媛,张忆华,杨革生,邵惠丽,WEIMeng-yuan,ZHANGYi-hua,YANGGe-sheng,SHAOHui-li

2.环氧小麦秸杆纤维素球的制备及表征冯利,陈中兰,王成,张涛,FENGLi,CHENZhong-lan,WANGCheng,ZHANGTao

3.氯化酶解木质素的合成与性能研究刘鑫秀,郑明凤,廖毅坚,程贤甦,LIUXin-xiu,ZHENGMing-feng,LIAOYi-jian,CHENGXian-su

4.响应面分析法优化木材微波液化的工艺研究冯国东,周永红,郭晓昕,胡立红,FENGGuo-dong,ZHOUYong-hong,GUOXiao-xin,HULi-hong

5.PAC在国内外不同石油公司标准下的对比实验研究赵明,邵自强,廖兵,ZHAOMing,SHAOZi-qiang,LIAOBing

6.X射线衍射法分析棉秆皮纤维结晶结构李龙,盛冠忠,LILong,SHENGGuan-zhong

7.细菌纤维素吸附人体内毒素的研究周浩,孙东平,朱春林,许春元,ZHOUHao,SUNDong-ping,ZHUChun-Lin,XUChun-yuan

8.毛泡桐(原变种)内桐皮的化学成分司传领,吴磊,许杰,朱振元,BAEYoung-soo,SIChuan-ling,WULei,XUJie,ZHUZhen-yuan,BAEYoung-soo

9.分子模拟在纤维素研究中的应用进展徐田军,冯玉红,庞素娟,XUTian-jun,FENGYu-hong,PANGSu-juan

10.纤维素氨基甲酸酯的合成研究进展刘雁红,赵琤,刘常金,郑焕兰,杨婷,LIUYan-hong,ZHAOCheng,LIUChang-jin,ZHENGHuan-lan,YANGTing

11.纤维素功能化研究的新进展I.氧化功能化改性功靓,卓小龙,沈青,GONGLiang,ZHUOXiao-long,SHENQing

1.竹粉苯酚液化工艺优化及产物结构表征张金萍,杜孟浩,王敬文,黄素梅,ZHANGJin-ping,DUMeng-hao,WANGJing-wen,HUANGSu-mei

2.高压均质化处理对微纤化纤维素性质的影响张俊华,宋海农,林鹿,刘新亮,ZHANGJun-hua,SONGHai-nong,LINLu,LIUXin-liang

3.棉纤维在LiCl/DMAc极性溶液中的溶解性能研究陈一,包永忠,黄志明,CHENYi,BAOYong-zhong,HUANGZhi-ming

4.版纳甜龙竹蛀粉扫描电镜观测及主成分分析孙世中,官会林,白莹,李俊俊,龚力波,高天荣,SUNShi-zhong,GUANHui-lin,BAIYing,LIJun-jun,GONGLi-bo,GAOTian-rong

5.牛粪中高温纤维素降解菌的性能研究周望平,肖兵南,邱美珍,杨俊,何芳,邹德松,ZHOUWang-ping,XIAOBing-nan,QIUMei-zhen,YANGJun,HEFang,ZOUDe-song

6.蓖麻秆纤维形态的统计分析李晓平,周定国,LIXiao-ping,ZHOUDing-gou

7.预处理方法对玉米秸秆利用的影响张荫雷,李莉,戴天纭,李蕴,马中良,ZHANGYin-lei,LILi,DAITian-yun,LIYun,MAZhong-liang

8.木质素筛余物对物料黏度及聚氨酯合成革剥离强度的影响李燕杰,LIYan-jie

9.壳聚糖的化学改性(Ⅱ)刘光华,赵旭升,干建群,LIUGuang-hua,ZHAOXu-sheng,GANJian-qun

10.纤维素接枝反应的研究进展杨扬,康燕,蔡志楠,隋晓锋,袁金颖,YANGYang,KANGYan,CAIZhi-nan,SUIXiao-feng,YUANJin-ying

11.纤维素氧化体系的研究进展李琳,赵帅,胡红旗,LILin,ZHAOShuai,HUHong-qi

12.β-葡萄糖苷酶发酵技术的进展唐开宇,张全,佟明友,TANGKai-yu,ZHANGQuan,TONGMing-you

13.秸秆预处理的最新研究进展马英辉,王联结,MAYing-hui,WANGLian-jie

1.木质素基聚酯型环氧树脂的制备及表征陈为健,程贤甦,方润,CHENWei-jian,CHENGXian-su,FANGRun

2.木质素酚醛树脂碳纤维的制备及表征张涛,沈青,ZHANGTao,SHENGQing

3.白腐菌Coriolusversicolor的培养及产漆酶条件的研究吴香波,谢益民,冯晓静,WUXiangbo,XIEYi-min,FENGXiao-jing

4.降解秸秆的纤维素酶产生菌的筛选及产酶条件研究武峥,张迎君,周心智,WUZheng,ZHANGYing-jun,ZHOUXin-zhi

5.β-O-4木素模型物的合成与鉴定邓日灵,周学飞,DENGRi-ling,ZHOUXue-fei

6.蔗渣纤维素氨基甲酸酯的合成蒋福宾,杨正业,王颖,曾华辉,李俊杰,宋宝玲,JIANGFu-bin,YANGZheng-ye,WANGYing,ZENGHua-hui,LIJun-jie,SONGBao-ling

7.捏合法与淤浆法生产的PAC抗滤失性能的比较赵明,邵自强,廖兵,ZHAOMing,SHAOZi-qiang,LIAOBing

8.杨木屑硫酸水解的研究刘天成,卫民,蒋剑春,LIUTian-cheng,WEIMin,JIANGJian-chun

9.壳聚糖的化学改性(Ⅰ)赵旭升,刘光华,干建群,ZHAOXu-sheng,LIUGuang-hua,GANJian-qun

10.半纤维素改性制备膜材料刘光华,干建群,赵旭升,LIUGuang-hua,GANJian-qun,ZHAOXu-sheng

11.纤维素溶解体系的研究进展李琳,赵帅,胡红旗,LILin,ZHAOShuai,HUHong-qi

纤维素纤维范文第4篇

纤维素复合材料有很多种,按照组成成分区分,可分为纤维素/合成高分子复合材料、纤维素/导电聚合物复合材料等;按照功能区分,可分为力学材料、光学材料、电学材料。现简要介绍有特点的功能性纤维素复合材料。

1.1具有光电活性的纤维素复合材料通过相关学者的研究发现,如果将氢氧化钠/尿素水溶液作为溶剂制备纤维素或染料复合膜,那么,这种材料会显示出较强的发光性能或荧光性能。其中,复合膜还有较强的透明性,透光率能够达到90%.试验发现,复合膜的力学性能很高,拉伸强度能够达到138MPa。如果将天然纤维素浸泡在发光溶剂中进行离心干燥,经过一段时间后,能够得到光致发光纸。这种材料不仅展现了发光剂的吸附能力,还提供了复合纸的发光性能。因此,这些纤维素发光材料可以用于发光二极管和包装等领域。

1.2纤维素/碳纳米管复合材料从纤维素先进功能材料的研究、分析中发现,碳纳米管具有非常优秀的力学性能和电性能,受到人们的高度重视,并被广泛应用于电子器件中。随着科技的不断发展,这种材料在生物传感和复合材料中占有重要位置。

2化学法制备纤维素功能材料

因为天然纤维素很难溶解,所以,不适用于工业生产中。它作为一种天然高分子,在性能上也有一定的不足,例如,这种纤维素耐化学腐蚀性很差、强度较低、稳定性不高。所以,相关人员可以通过化学方法改善天然纤维素的缺陷,强化其溶解性和强度,并赋予它新的性能,不断拓展纤维素的应用领域。因为纤维素分子链上有很多羟基,所以,可以利用这种方法制备出各种各样的纤维素衍生物。近几年,纤维素衍生物材料被广泛应用于日用化工、涂料和食品等领域。其中,纤维素的制备方法主要有均相法和非均相法。因为纤维素很难溶解,所以,在工业生产中,都是利用非均相法制备纤维素衍生物。但是,在这个过程中,纤维素衍生物存在结构不统一和不可控的缺点,同时,还会产生大量的副产物,所以,纤维素衍生物的种类较少。相关人员尝试利用纤维素在不同溶液中的反应生产纤维素衍生物。

2.1纤维素酯纤维素酯是纤维素与强酸或羧酸衍生物,通过酯化反应得到的一种纤维素衍生物。这种衍生物的种类较多,并有较高的附加值,能够在生物、材料、食品中广泛应用。利用这种方式,相关人员可以合成一些具有新功能性的纤维素酯。相关人员通过酯化反应将卟啉分子连接在纤维素上,得到了光电转换材料,卟啉分子还给予了纤维素材料全新的抗菌性能。所以,通过酯化反应,能够在乙基纤维素上连接三苯基胺,然后得到溶致变色的纤维素衍生物,并显现出蓝-绿荧光。这种衍生物在溶液中的量子效率为65%,所以,它还被应用在光电器件领域。

2.2纤维素醚从传统意义上讲,纤维素醚类的种类很多,并有很多性能。这种物质被广泛应用于石油开采中,还有食品、纺织和日用化学品等方面,所以,相关人员可以引进新的基因功能,以得到新型的功能性纤维素醚。一些学者合成了纤维素咔唑醚,它能够用于存储信息,并在OLED的空穴中传输材料;还有一些学者利用醚化反应,在纤维素上连接联苯液晶分子,从而得到对紫外光吸收能力较强的纤维素材料。近年来,相关人员发现了一些新型、高效的纤维素溶剂,为纤维素的再生产提供了新介质。在纤维素溶液中进行衍生化反应,能够得到结构统一、可调控的功能性纤维素衍生物,例如纤维素酯、纤维素醚等。这些分子或衍生物的反应快速、高效、容易分离,为相关行业的研究奠定了良好的基础。

3结束语

通过对纤维素先进功能材料的分析可知,纤维素先进功能材料能够有效利用纤维素的价廉、量大、易获得、可再生等特点,拓展纤维素材料的使用领域。相信纤维素先进功能材料的应用范围将会越来越广。新技术和新溶剂的开发和使用,会极大地推动纤维素功能材料的开发。

纤维素纤维范文第5篇

纤维素是烟草中主要的细胞壁物质,其含量高低直接影响烟叶的品质。低等级烟叶由于纤维素含量较高,其烟气会产生强烈的刺激性、呛咳、涩口、枯焦气[1],因此,测定烟草中的纤维素,对于评价烟叶品质具有重要意义。传统的测定方法主要采用稀酸、稀碱与样品依次共煮后用有机溶剂处理,再经烘干后称重[2-4],这种方法操作繁琐,费力耗时,且由于操作人员的技术差异会带来很大的误差。近年来,近红外(NIR)光谱分析技术也被用于烟草中纤维素含量的测定[5],但是因其数据模型的建立需要大量的数据支撑,其应用受到一定的局限。根据纤维素水解后生成葡萄糖的性质,采用酶解纤维素得到葡萄糖[6-7],然后利用流动分析仪检测还原糖含量[8],可计算得到纤维素的含量,而且酶水解具有专一性和高效性[9-10],流动分析仪在行业内的应用也比较广泛,因此,建立测定烟草中纤维素含量的流动分析法,可为评价烟叶的品质提供技术支持。

1材料与方法

1.1材料、试剂与仪器2009年初烤烟叶样品17个(川渝中烟工业公司提供)。冰醋酸、柠檬酸、柠檬酸三钠(AR,重庆川东化工有限公司化学试剂厂);葡萄糖、氯化钙、氢氧化钠(AR,重庆北碚化学试剂厂);纤维素酶(BR,活力>15000DU,国药集团化学试剂有限公司);聚乙氧基月桂醚、对羟基苯甲酸酰肼(AR,荷兰Skalar公司)。SkalarSan++流动分析仪(荷兰Skalar公司);AX504分析天平(感量:0.0001g,瑞士MettlerToledo公司);恒温摇床(中国科学院武汉科学仪器厂);循环水真空泵(巩义市英峪予华仪器厂);G3玻璃砂心漏斗(长春市玻璃仪器厂)。

1.2样品处理和分析准确称取0.25g40目烟粉,置于100mL锥形瓶中,加入25mL5%醋酸溶液,摇床振荡萃取30min,萃取出样品本身含有的水溶性糖[8],用G3漏斗过滤,滤渣用蒸馏水冲洗3次,每次50mL;将滤渣转移到100mL锥形瓶中,加入60mL含有0.25g纤维素酶的柠檬酸/柠檬酸三钠缓冲溶液(pH4.7)[7,11],然后放入37℃恒温摇床水解24h;水解结束后将样品冷却至室温,过滤,用蒸馏水将滤液定容至100mL,利用流动分析仪测定样品液中的葡萄糖,测得葡萄糖含量乘以转换系数0.9(由纤维素水解方程式计算得到)即得纤维素含量。

2结果与讨论

2.1酶解条件的选择

2.1.1缓冲溶液用量对纤维素水解的影响准确称取0.25g烟粉样品5份,按照1.2的方法除水溶性糖,然后分别加入固定纤维素酶量(0.25g纤维素酶)的缓冲溶液40,50,60,70,80mL,在固定温度(37℃)条件下水解24h,纤维素含量的测定结果如图1所示。由图1可知,随着缓冲液体积的增大,纤维素测定量也逐渐升高,当缓冲溶液用量为60mL时,达到最高值,说明此时纤维素水解完全;当缓冲溶液用量大于60mL后,纤维素测定量逐渐降低,这可能是由于缓冲溶液用量过大,导致了酶浓度降低,酶不能与底物充分接触,从而使酶解效果变差。因此,选择缓冲液用量为60mL。

2.1.2酶用量对纤维素水解的影响在缓冲液用量为60mL、其他条件不变的情况下,分别考察酶用量为0.05,0.10,0.15,0.20和0.25g时的酶解效果,结果如图2所示。由图2可知,当酶用量为0.20g时,纤维素测定量最高,考虑到生物酶较容易部分失活,为保证纤维素水解完全,所以确定酶用量为0.25g。

2.1.3温度对纤维素水解的影响在缓冲液用量为60mL和酶用量为0.25g的情况下,分别考察纤维素在30,35,40,45和50℃下的水解效果,结果如图3所示。由图3可知,当温度<35℃时,纤维素水解不完全,测定量较低;当温度>40℃时,纤维素测定量降低,这可能是因为温度过高导致酶失活,使纤维素水解不完全;较适宜的水解温度为35~40℃,实验选择37℃。

2.1.4时间对纤维素水解的影响在缓冲液用量为60mL、酶用量为0.25g和水解温度为37℃的情况下,分别水解20,22,24,26和28h,结果(图4)表明,24h后,纤维素水解完全,所以确定水解时间为24h。

2.2工作曲线与检测限准确称取2.2009g葡萄糖,用蒸馏水溶解并定容至100mL,摇匀,得标准储备液。移取1,2,3,4,5mL标准储备液,分别用蒸馏水稀释并定容至100mL,摇匀,即得葡萄糖系列标准溶液,浓度分别为0.2,0.4,0.6,0.8和1.0mg/mL,相当于纤维素0.18,0.36,0.54,0.72,0.90mg/mL。用流动分析仪测定标准溶液中的葡萄糖含量,并对电信号响应值Y(峰高,DU),与其浓度X(纤维素含量,mg/mL)进行线性回归分析,得其工作曲线回归方程为:Y=15893.3X+2117.5,r=0.9998。可以看出,纤维素在0.18~0.90mg/mL浓度范围内,工作曲线线性良好,适合于定量分析。通过测定空白试样,测得纤维素的检测限[12]为0.11mg/mL。

2.3精密度和回收率采用本方法对烟草样品的纤维素分别测定6次,测定量分别为125.8,120.7,126.9,127.3,126.2和125.1mg/g,相对标准偏差(RSD)为2.40%,说明本方法的重复性较好。在脱糖烟草样品中加入葡萄糖,测定其回收率,结果如表1所示。纤维素的回收率为96.7%~103.8%,说明本方法的准确性较高。

2.4与经典方法[3]比较分别用本方法和经典方法测定16个烟草样品的纤维素含量,结果如表2所示。通过对两组数据进行配对样品t检验,发现二者无显著性差异,说明该方法适合于烟草中纤维素含量的检测。

3结论

纤维素纤维范文第6篇

关键词 白蚁;纤维素酶;纤维素;降解

中图分类号 Q556.2 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2012)21-0235-02

纤维素是自然界中分布最广、蕴藏最多的一种天然可再生聚合体。自然界年产量纤维素超过1011 t的,按能量换算约等于近7×1011 t石油,而且纤维素无污染可再生,能循环环保使用[1]。白蚁遍布于除南极洲外的六大洲,全世界已知有3 000多种白蚁,初步统计总量超过3.5×1017头,纤维素年均消耗量约7×108 t。目前制约纤维素广泛应用的主要因素是纤维素酶的酶稳定性差、催化效率低、人工提取和表达的酶纯化难度较大、进行工业化大规模经济生产较难。白蚁纤维素酶对纤维素的开发利用具有特别重要的意义,已成为国内外研究的热点。本文就白蚁纤维素酶的研究进展作一简述。

1 白蚁纤维素酶简介

纤维素酶是一组能够水解纤维素的葡萄糖苷键并转化成葡萄糖的多组分酶的总称。纤维素酶包括内切酶、葡萄糖苷酶和外切酶。纤维素需要这些酶的共同出现并且协同作用共同催化才能完全被降解。到目前为止,纤维素酶降解纤维素的催化降解机理仍未得到完全阐明。微生物(包括原生动物、细菌、真菌和放线菌等)、植物和节肢动物等都能分泌产生纤维素酶[2],但白蚁是分泌产生纤维素酶的最大群体。

白蚁纤维素酶主要包括外源纤维素酶和内源纤维素酶。外源纤维素酶由白蚁消化道特别是中、后肠共生的微生物包括原生动物和细菌及高等白蚁巢体真菌分泌产生。目前,还有部分白蚁暂无内源纤维素酶发现的报道。一直以来,人们认为动物自身不含纤维素酶,以纤维素为食的动物是通过体内共生微生物来降解纤维素的。1963年,Marshall et al首次检测到动物能分泌产生内源纤维素酶。1998年,Watanabe et al在白蚁中克隆到内源纤维素酶,从而证实了白蚁自身也能分泌产生内源性纤维素酶[3]。

到现在,研究发现白蚁内源纤维素酶包括内切酶和糖苷酶,主要在白蚁中肠的上皮细胞和唾液腺分泌产生[4],暂时还没有关于外切酶的报道。一些研究发现:白蚁纤维素酶的酶学特性、稳定性、含量、组成成分及其分泌部位等与白蚁的品级、产地和种类等相关。白蚁体内的纤维素酶存在着动态的协调平衡。绝大部分白蚁通过内源和外源纤维素酶的协调催化降解作用,在体内形成高效地纤维素酶降解催化体系,在其独特的肠道结构和共生微生物的帮助下,将纤维素转为葡萄糖等营养物质以维持自身和共生微生物的生长。白蚁内源纤维素酶与外源纤维素酶的相互协同降解机制,白蚁与其体内微生物的共生关系现未得到完全阐明。

2 白蚁纤维素酶研究进展

至今,纤维素酶的研究已经历酶的提取纯化和克隆表达2个发展阶段。目前,人们主要集中在对纤维素酶的结构功能研究以及纤维素酶的高表达加以经济应用方面,并已在催化机理、生物合成调控及工业生产应方面用取得较大进展。人们对白蚁纤维素酶的研究,首先是从其共生微生物分泌的外源纤维素酶开始的。

1925年,Cleveland et al指出白蚁共生原生动物在白蚁消化降解纤维素中起着重要作用[5]。1932年,Trager[6]发现白蚁肠道共生的鞭毛虫能够分泌纤维素酶。1938年,Hungate et al发现内华达古白蚁进食的纤维素1/2以上被其共生原生动物降解[7]。

2005年,Inoue et al在家白蚁共生原生动物中克隆到了纤维素酶基因[8],从分子角度证明白蚁体内存在着原生动物分泌的外源纤维素酶。Knig H、Drge S和Tamburini E et al先后分别在白蚁中分离获到具有纤维素酶活性的细菌[9]。

2007年,Warneck et al [10]对高等白蚁后肠共生微生物进行研究,发现大量纤维素酶基因,表明白蚁肠道细菌对白蚁纤维素的水解具有重要的作用。高等白蚁则能利用蚁巢共生真菌食取纤维素酶来催化纤维素。Martin et al发现撒哈拉大白蚁通过食巢真菌间接获取外切葡聚糖酶[11]。

1998年,Watanabe et al通过试验在白蚁的唾液腺中克隆到纤维素酶,从而证实了白蚁内源性纤维素酶的存在。随着研究的不断深入,越来越多的内源纤维素酶基因得以发现,内源纤维素酶在白蚁降解纤维素过程中的作用越来越为重要。

1925年科学家发现了白蚁共生微生物降解纤维素的现象,但纤维素酶基因方面的研究始于20世纪70年代末。1982年,Whittle et al [12]首次在微生物中克隆到纤维素酶基因。1998年,Watanabe et al首次克隆出白蚁内源纤维素酶基因。1999年,Tokuda et al克隆到纤维素酶全长基因并在大肠杆菌中得到表达[13]。

迄今为止,人们已经在白蚁肠道共生微生物中得到外源纤维素酶基因近1 000个,主要分属于糖基水解酶家族第45家族、第7家族和第5家族[14],并已在大肠杆菌中成功表达近100个。白蚁内源纤维素酶基因已有20余种得到克隆,主要分属于糖基水解酶家族第9家族,目前也有不少在原核表达成功表达的报道。

目前,纤维素酶基因原核表达存在着产量低、活性弱、稳定性差和纯化难等的缺点,不适于工业大规模经济化生产。人们正尝试用真核表达系统来进行纤维素酶基因的表达研究,主要集中在酵母表达系统,并取得了一定的进展。同时,随着动物内源纤维素酶的发现的不断增多,为克服微生物分泌的纤维素酶原核表达的不足,白蚁内源纤维素酶的真核高效表达成为研究的热点。马斯科马公司发明一项白蚁纤维素酶在酵母中的异源表达的专利,能有效提高表达效果。

纤维素酶的最核心问题是酶稳定性差、催化效率低、人工提取和表达的酶纯化难度较大、工业化经济生产较难进行。因此纤维素酶的生物合成调控、降解催化机理和空间结构功能的基础理论研究,以及克隆和筛选出表达高活性纤维素酶的基因和利用分子生物学技术构建改造活性高、耐高/低温、耐酸/碱的纤维素酶生物工程菌的应用研究成为当今的主要研究方向。

近年兴起了基因重排、分子模拟和定点突变等技术,这些技术主要对蛋白质分子结构进行三维模拟,通过同源建模等手段进行理性分子设计,对天然酶蛋白的催化活性、稳定性、底物特异性、耐热性和耐酸碱性等进行合理化改造,具有较强的预见性和可操作性。

2002年,Attila Nemeth et al [15]对通过突变技术有效提高了纤维素酶的耐热性。2005年,JinFeng NI et al[16]对4种白蚁纤维素酶基因进行改造,酶活性提高了10倍以上。2009年,Kim Y S et al [17]通过定向进化有效提高了纤维素酶的活性,Liu W J et al [18]则提高了纤维素酶的热稳定性。2011年,Liang Chaoning et al [19]将内切葡聚糖酶进行改造,酶活性增加了近2倍。华南理工大学对白蚁 Nasutitermes takasagoensis的纤维素酶和来源于Thermom-onospora fusca 的纤维素酶进行同源建模,并将重组后的纤维素酶在毕赤酵母中成功表达[20]。广西大学对家白蚁内切葡聚糖酶进行饱和突变,并取得一定结果[21]。

3 展望

白蚁是自然界中纤维素的最主要消耗者,白蚁主要通过内源和外源纤维素酶的协同作用分解纤维素,最终转化为葡萄糖,白蚁体内就是一个微型的生物发酵器。若能模拟白蚁的纤维素酶降解系统,工业化纤维素-葡萄糖-酒精-燃料的生产体系,必是解决当前环境问题、能源危机的一条重要途径。纤维素酶的结构与催化机理、白蚁与其共生微生物的协同降解机制以及定向设计并高表达活性高、稳定性强的纤维素酶以便工业应用是当前白蚁纤维素酶研究面临的主要任务。随着研究的不断深入,白蚁纤维素酶将在人类生活中发挥出更大的作用。

4 参与文献

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纤维素纤维范文第7篇

关键词: 纤维素酶 组分 应用领域

纤维素酶是一个由多组分构成的复杂酶系,主要包括三个组分:内切葡聚糖酶(Endoglucanase,EG)、纤维二糖水解酶(Cellobiohydrolase,CBH)和β-葡萄糖苷酶(β-glucosidases)。在降解纤维素的过程中,三种酶发挥了协同催化的作用。纤维素酶的应用领域是十分广泛的,涉及纺织、酿造、食品、造纸、饲料等,不同的应用领域对纤维素酶各组分的需求也是不同的。

1.棉纺织行业

上世纪80年代末,纤维素酶作为一种生物酶制剂开始进入纺织行业,而且得到了迅速的发展。纤维素酶用于纺织工业具有许多的优点:首先,作为一种生物催化剂,它无毒无害;其次,处理需要的条件比较温和,且酶的用量少;最后,处理反应后的废水无污染,可以节约能量[1]。

在纺织品后整理工艺上,利用纤维素酶对亚麻、苎麻、丝绸、灯芯绒及其混纺织品进行生物处理,既可以适当降低纺织物的强力,又可改善其回弹性、悬垂度及柔软度。用纤维素酶处理染色的织物,可以清除其表面的毛棉结、毛羽,从而使织物的色泽鲜亮、结构清晰。此外,在牛仔服的磨洗处理中添加纤维素酶,处理后的牛仔服褪色均匀,纹路清晰,对衣服的损伤也小且不需额外的柔软剂,与使用磨石相比,省时省力,更加有利于环保。

2.酿造工业

白酒酿造所使用的原料其含纤维素的量是比较大的,若经过纤维素酶处理,可将淀粉和纤维素转化为糖,从而提高原料的利用率,同时可以缩短发酵时间,降低溶液的黏度,出酒率也可提高3%—5%,并且酒体质量纯正,杂醇油含量较低。使用纤维素酶之所以能够提高出酒率,原因可能有两方面:一是原料中部分纤维素分解成葡萄糖供酵母使用;二是纤维素酶对植物细胞壁有分解作用,有利于淀粉的释放和被利用[2]。

将纤维素酶应用于啤酒工业的麦芽生产中可增加麦粒的溶解性,加快发芽,减少糖化液中单一葡萄糖含量,进而改进过滤性能,有利于酒精的蒸馏。

在酱油的酿造过程中添加纤维素酶,可以使大豆类原料的细胞膜膨胀软化,受到破坏,使包藏在细胞中的蛋白质和碳水化合物释放出来。这样既可提高酱油的浓度,提高酱油的质量,又可缩短酿造周期,提高生产率,并且使其各项主要指标提高3%。

3.造纸工业

利用纤维素酶进行废纸脱墨始见于上世纪80年代末,与传统的化学法脱墨相比,使用纤维素酶进行脱墨效率比较高,而且脱墨浆的滤水性也增加了。在同等漂白条件下,酶法脱墨的白度比化学法高,物理强度要优于化学脱墨浆[3]。广西大学造纸科学研究所利用国产商品酶对废旧书刊报纸进行了脱墨研究,并取得了较好的效果。Mandfield等用复合纤维素酶选择性地单独处理纸浆,不仅提高了成浆得率,而且提高了纸张的平滑度,进而改善了纸张的印刷适性。尽管存在着纸浆黏度和撕裂度降低的缺点,但纸浆的抗张强度增加了10%,使粗糙的花旗松纤维原料可以生产出高级纸品。Jackson等人采用纤维素酶和半纤维素酶处理经一次干燥的漂白针叶木纤维,通过电镜观察表明:酶处理浆纤维素虽然在一定程度上被酶降解,但基本上不影响纤维长度。比表面积较高的微细纤维则容易被降解。Stock等人比较了纤维素酶的外切酶、内切酶及半纤维素酶对不同种类的纸浆的作用,发现在纤维素酶组分中,内切酶对于改善二次纤维的滤水性能来说是必需的;内切酶与外切酶和半纤维素酶的协同作用可以增强其效果。研究还指出:纸浆的滤水性能之所以能得到改善,是因为纤维表面的无定形区纤维素遭到降解。同时,内切酶处理会降低纸浆的强度性能,其降低的程度与纤维的来源和种类有很大的联系。

4.饲料生产

近几年发展起来一种较为热门的饲料新技术,那就是将酶制剂添加到牲畜饲料中。纤维素酶作为畜牧业中的一种新型饲料添加剂,在饲料工业上的作用主要有以下几个方面:(1)破解植物细胞壁,使营养物质能更好地被牲畜吸收利用,增加动物对植物原料的利用率。(2)由于动物生理上的差异,不同动物消化道中消化酶系不同且数量有限,添加纤维素酶后不仅能提高动物对粗纤维的利用率,而且可改善单胃动物的消化道环境。(3)消除抗营养因素,促进动物健康生长。半纤维素和果胶部分溶于水后会产生黏性溶液,提高消化物的黏度,对内源酶造成障碍,而添加纤维素酶后可降低黏度,增加内源酶的扩散,提高酶与养分的接触面积,促进饲料的良好消化,有利于提高动物的健康水平。(4)改善动物胃中的菌群关系。纤维素酶可促进有益微生物的生长,提高微生物对饲料的消化作用,同时增加单细胞蛋白含量。(5)对无瘤胃动物来说.可改善其消化道的环境,增加酸度,激活胃蛋白酶。(6)提高动物小肠绒毛的完整性,促进小肠对营养物质的吸收[4]。

在牛羊等反刍动物的饲料中添加纤维素酶可明显提高动物对粗纤维的利用率,提高产奶量。Lewis等报道,纤维水解酶按一定比率添加于饲料中能够提高泌乳早期和泌乳中期奶牛的泌乳表现。Yang等在对泌乳期荷斯坦牛饲以纤维水解酶的试验中也发现,添加酶提高了饲料的消化率和奶产量。Antunovic等[5]在研究多酶制剂对羔羊育肥和屠宰性能时发现,加酶组l(含α-淀粉酶、n-蛋白酶、β-葡聚糖酶、纤维素酶和β-糖苷酶)和加酶组2(含α-淀粉酶、n-蛋白酶、β-葡聚糖酶和木聚糖酶)均比对照组的平均日增重高出8.83%。此后,在测定多酶制剂对羔羊育肥效果的试验中,他又发现,在小麦、玉米、燕麦的混合料中添加由α-淀粉酶、木聚糖酶、n-蛋白酶、纤维素酶和β-葡聚糖酶组成的多酶制剂与干草饲喂羔羊,试验组与对照组相比,其混合料的转化率高出1.8%,干草转化率高出5.6%,日增重高出8.83%,同时屠宰指数也优于对照组。

把蛋白酶和纤维素酶组成的酶制剂应用于仔猪的饲养,不仅能提高仔猪的日增重,降低仔猪的死亡率,而且能使蛋白酶效率提高3%,纤维消化率、氨基酸浓度、每日蛋白质沉积率和氮利用率也均有显著提高。高玉红等研究复合酶(主要含酸性蛋白酶、糖化酶、α-淀粉酶、纤维素酶及果胶酶)对断奶仔猪饲料利用率的影响,表明复合酶可以提高断奶仔猪的生产性能,显著提高饲料中干物质、粗蛋白和粗脂肪的消化率,而且随着酶活水平的提高,血浆葡萄糖含量也呈极显著增加。

此外在兔、鸡等畜禽养殖业上,纤维素酶也添加到日常饲料中,提高了畜禽对饲料的消化率和利用率,进而大大地节省了精饲料的使用量,提高了经济效益。

5.食品工业

纤维素酶在食品工业中的应用很广泛,植物性农林产品是食品工业中的主要原料,采用纤维素酶恰当处理,可以提高细胞内含物的提取率,改善食品质量,简化食品加工工艺,降低难度。

参考文献:

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纤维素纤维范文第8篇

关键词 纤维素磁性微球;特征参数;未来展望

中图分类号 TQ352 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)052-0224-02

随着高分子材料的多元化发展,高分子与磁性物质结合诞生的高分子磁性微球已逐渐应用于生物工程、医药运载、化学化工、环境监测等诸多领域。高分子磁性微球(简称磁性微球)是通过适当的化学或物理方法使有机高分子材料与无机磁性材料结合形成的具有一定磁性及特殊结构的一种功能材料。这种复合致使材料既拥有磁性材料尤其是顺磁性材料的特性,又兼有高分子材料易加工和改性、柔韧的性能,同时具有无机材料的高密度和高力学性能和生产成本低、能耗少、无污染等优点。这就使得高分子磁性微球的研究和发展呈现出诱人广阔的前景。

根据高分子磁性微球中高分子的来源,可以把磁性微球分为合成高分子磁性微球和天然高分子磁性微球。合成中的铰链分子主要有:聚丙交酯(PLA)、聚乙交酯(PGA)、聚己内酯(PCL)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯(PS)等,天然中常用的物质有:纤维素、明胶和生物性高分子物质,如:蛋白质,糖蛋白,胶原蛋白等,此外还有对天然高分子进行改性来作为磁性微球中的高分子基质。而常用的无机磁性粒子主要有:Fe3O4、Fe2O3、Pt、Ni、Co等。

纤维素磁性微球以其环境友好、原材料来源丰富、生物相容性好逐渐引起了人们的广泛关注。本文在查阅一定量文献的基础上,了解到纤维素磁性微球的制备方法主要有溶胶-凝胶转相法、反相悬浮包埋法、静电喷射法、原位共沉淀法、反相悬浮聚合法、生物发酵法等,然而关于纤维素磁性微球的特性和应用的研究相对比较缺乏。本文探讨了纤维素磁性微球的特性指标,并对纤维素磁性微球的应用进行了简介,最后对纤维素的未来发展方向进行了展望。

1 纤维素磁性微球的特征和特性指标

据目前查阅文献,有关纤维素磁性微球特性指标的研究很少,但归纳起来纤维素磁性微球的特性指标主要有三个:磁含量、磁响应性、磁渗漏,蛋白质的吸附性,耐酸碱性。衡量某特定纤维素磁性微球是否符合特定环境,基本上可以用着三个参数进行表征。

1.1 磁含量、磁响应性、磁渗漏

磁含量、磁响应性、磁渗漏是对纤维素磁性微球磁性方面的表征参数。磁含量主要是指纤维素磁性微球中无机磁性粒子的质量分数,这个指标不仅可以直接影响制出纤维素磁性微球的粒径,还会影响所得粒径的磁滞回线。磁响应性可以通过在外磁场作用下,磁性微球会被感应产生一附加电场,这种外加磁场与自身感应磁场的叠加产生磁效应用磁化强度来表征;也可以通过在外加磁场作用下,到达指定地点的纤维素磁性微球占纤维素磁性微球的百分数;还可以测定纤维素磁性微球的磁化率和沉降速度间接地体现磁性微球的磁响应时间。磁渗漏主要指磁性会随着无机磁性粒子从纤维素磁性微球的孔洞中流出而减小的现象。磁含量、磁响应性这三者是有密切关系的,随着磁含量的增加,磁响应性会变得更加优良。磁渗漏的出现也必会导致磁含量的减小。

磁含量的多少、磁响应性、磁渗漏一般是由最初加入无机磁性粒子的比例、制备工艺等因素决定的,这些特征参数直接关系到磁性微球磁性能。孙丹等以1.5g磁流体、若干质量纤维素为原料用反相悬浮包埋技术制出了纤维素磁性微球,并用原子发射光谱法单位质量微球中铁元素的含量,得出纤维素磁性微球的磁含量为(3.83±0.29)%。此微球磁含量相对比较低,磁响应性也相对比较差。但在酸性环境下得出了磁渗漏为(0.139±0.06)‰,表现出了良好的耐酸性能。喻发全[8]等用静电喷射技术制得了纤维素磁性微球,发现磁含量的多少直接影响了纤维素磁性微球的粒径。

1.2 蛋白质吸附性

蛋白质的吸附性反应了纤维素磁性微球对蛋白质的吸附性能,体现了纤维素磁性微球与蛋白质的结合能力。其主要衡量方法是采用ELISA法测定剩余抗体量,通过差量法进而求出纤维素磁性微球吸附抗体的吸附率。

王龙用与CBD-ProA(桥联剂)充分结合的纤维素磁性微球和抗体进行吸附试验,以兔lgG作为抗体来源,采用ELISA法和差量法,研究了六种不同粒径的吸附抗体能力。并且研究发现纤维素磁性微球的粒径为5.82 ?m时,其吸附性能最佳。

1.3 耐酸碱性

耐酸碱性是指纤维素磁性微球在酸碱环境下的稳定性,通常是以纤维素磁性微球在酸碱环境下的破坏情况来衡量。耐酸碱性可以通过检测磁性微球在酸碱情况下纤维素磁性微球被破坏后释放出的无机磁性粒子的质量或者纤维素微球的质量。

梁鸿霞自制了大孔形纤维素磁性微球离子交换树脂,并准确称取0.0500 g大孔形纤维素磁性阳离子交换树脂于25 ml容量瓶中,分别加入不同浓度的HCl(NaOH、NaCl)溶液定容,并用邻二氮菲分光光度法测定溶液中的铁含量。如表1。从表中可以看出,阳离子交换树脂的耐碱性很好,对中性盐溶液稳定性也很好,但耐酸性很差,这主要是因为算能破坏无机磁性粒子。

2 纤维素及其衍生物磁性微球的应用

纤维素磁性微球由于其具有良好的生物相容性和超强的磁性广泛应用于水质监测、药物运输、抗体吸附、细胞分离等领域。改性后的纤维素磁性微球使纤维素磁性微球的某一方面性质得到加强,可以应用于特定的环境。

2.1 纤维素磁性微球的应用

纤维素磁性微球是近年来发展的广泛用于药物载体、水质监测、生物活性配体等的磁性材料。纤维素磁性微球在外部磁场环境下能够快速富集,这就为实现免疫分析分离及靶向给药提供了可能。纤维素磁性微球具有良好的生物相容性,且能与蛋白质等发生吸附作用,这就为磁性微球生物活性配体功能提供了基础。

2.1.1 纤维素磁性微球在水质检测中的应用

水质是影响人类健康的一个重要自然因素,水质中的微生物对人类健康也有着重大的影响,因此,检测水中的微生物就变得举足轻重。纤维素磁性微球与特定抗体连接的功能化微球就可用于微生物的检测。Skjerve E等用免疫磁性技术从乳制品中分离出沙门氏菌,其检测限为1×102个细菌。

2.1.2 纤维素磁性微球在生物工程中的应用

纤维素磁性微球在生物工程方面有广泛的应用,白钢等以纤维素磁性微球为载体,利用其和金黄色葡萄球菌蛋白A的配合作用,进而结合了抗L-半胱氨酸脱巯基抗体。这种功能化的微球对于含L-半胱氨酸脱巯基抗原的分离和吸附具有重要的意义。曹宇等把IFN α-2b发酵群体裂解液加入到含有纤维素免疫磁性微球的玻璃容器中,4℃缓慢震荡反应过夜;将反应溶液置于磁性分离装置上吸附固定磁性微球,再用0.1M甘氨酸-盐酸缓冲液(pH=2.5)解离未被吸附的IFN α-2b,分离磁性微球并解吸即可得到了纯化的IFN α-2b溶液。

2.2 纤维素衍生物磁性微球的应用

纤维素衍生物磁性微球主要是为了对纤维素磁性微球进行改性,在保持纤维素磁性微球优良性质的基础上,提高磁性微球某一方面的特性。纤维素衍生物磁性微球的种类比较多,各有优点,下面仅简单介绍丙烯酸酯纤维素复合微球、重氮树脂/纤维素复合磁性微球、环氧氯丙烷修饰后纤维素磁性微球、羧甲基纤维素/甲壳素加入磁性纳米粒子粉末、羟乙基纤维素磁性微球、环糊精改性纤维素微球。

丙烯酸酯类具有可降解的分子结构,改性纤维素后具有优良的加工、力学性能及可调控性。陈日清等用丙烯酸酯和纤维素在含有无机磁性粒子的溶液中进行反相悬浮聚合,制得了丙烯酸酯纤维素磁性微球。经研究发现,Fe3O4磁性粒子不会和丙烯酸酯交联,二者之间仅是简单的包裹,而微晶纤维素和丙烯酸酯却发生了交联,显著提高了磁性微球的耐溶剂型和力学强度。

朱咸浩等采用静电自组装技术制备了重氮树脂/羧甲基纤维素钠磁性微球,该过程主要分为重氮树脂的制备、羧甲基纤维素钠与重氮树脂的自组装。生成的复合磁性微球是一个多层复合结构,其耐酸、碱和有机溶剂性与纤维素磁性微球相比显著增强。

万军民等采用环氧氯丙烷作为交联剂将环糊精接枝在纤维素上来对水中的无机重金属离子进行富集。环氧氯丙烷修饰的纤维素磁性微球一般是用环氧氯丙烷作为活化剂,进步一为了引入各种功能集团。

Cui等用自组装的方法制备了羧甲基纤维素/壳聚糖磁性微球,这种多相的微球不仅赋予了它药物运输的功能,而且允许在外磁场作用下进行靶向定位。

张密林等制得了羟乙基纤维素磁性微球,并用戊二醛作为交联剂,能固定生物中的各种酶,这将有利于对传统酿酒业、食品发酵业的革新。

3 展望

近年来,在纤维素磁性微球的制备、性能研究及应用等方面虽然取得了一定的进展,但纤维素磁性微球尚处于研究试验阶段,有些问题还需要进一步研究解决。未来的研究可能从以下几个方面展开。

1)纤维素磁性微球的理论研究:纤维素磁性微球的吸附机理、结构的探讨都尚不明朗,温度等外界环境对纤维素磁性微球稳定性、吸附性等因素的影响尚存在许多疑问。这些理论还有广阔的研究空间。

2)纤维度磁性微球的应用领域:纤维素磁性微球应用截至目前已十分广泛,但主要都是生物医药领域,其他领域的应用却少之又少。因此对纤维素磁性微球进行改性添加功能性基团,制造功能性纤维素磁性微球,以扩展纤维素磁性微球的应用领域很有必要。

参考文献

[1]谭蕾.高分子磁性微球的制备及其在工业废水处理中的应用[J].云南化工,2011,38(6):62-63.

[2]朱咸浩.磁性高分子微球的制备、保护及荧光化[D].杭州:浙江工商大学,2009:1-2.

[3]马晓利,尚宏周.磁性高分子微球的制备及其应用[J].化学工程师,2012,196(01):1.

[4]寇灵梅,李冰,郭汜远等.磁性固定化纤维素酶的制备及其磁响应性[J].食品科学,2006,27(12):335-338.

[5]吴传斌,魏树礼,卢炜等.磁性微球的磁响应性及狗肾动脉栓塞实验研究[J].药学学报,1994,29(4):311-315.

[6]寇灵梅,李冰,郭汜远等.磁性壳聚糖微球的表征及其磁响应性[J].华南理工大学学报,2006,34(12):92-95.

[7]孙丹,曹宇,白钢等.纤维素磁性微球的制备及其生物活化研究[J].离子交换与吸附,2009,25(1):17-24.

[8]喻发全,罗晓刚,吴元欣.磁性纤维素复合微球的制备方法[P].中国:CN 101942103 A,2011.

[9]英瑜,李健.水产品中磺胺二甲嘧啶间接竞争ELISA检测法的建立[J].海洋水产研究,2005,26(4):46-51.

[10]王龙,白钢.纤维素磁性微球在病原微生物检测中的应用研究[D].天津:南开大学,2009:3-4.

作者简介

纤维素纤维范文第9篇

【关键词】钴酞菁,醋酸纤维素膜,负载

1.研究背景

酞菁是一种黑色、深蓝色或紫色的晶体,它耐酸、碱、热,常被用作搪瓷、塑料、漆布、橡胶制品的染料。1933年,Calvin等首先采用酞菁及其含铜的配合物作为催化剂进行分子的活化和氢交换反应。从此以后,人们对酞菁化合物的合成、结构及催化性能逐渐关注并进行广泛而深入的研究。该类催化剂在分子识别、磁性材料、催化剂及其它高新技术领域方面已经得到广泛的应用。目前,研究最多的是金属酞菁关于氧还原反应的催化作用,其也是酞菁作为催化剂研究中最重要的一部分。

纤维素是资源最为丰富的天然高分子,是可再生的有机资源。在植物界中纤维素的总量约达26*10吨。据估计,全世界每年可生产纤维素1000亿吨,但目前仅有200万吨纤维素用于纤维素纤维生产,占总产量0. 002%。常温下,纤维素既不溶于水,又不溶于一般的有机溶剂,如酒精、乙醚、丙酮、苯等,它也不溶于稀碱溶液中。因此,在常温下,它是比较稳定的,这是因为纤维素分子之间存在氢键。在一定条件下,纤维素与水发生反应,反应时氧桥断裂,同时水分子加入,纤维素由长链分子变成短链分子,直至氧桥全部断裂,变成葡萄糖。纤维素柔顺性很差,是刚性的,因为(1)它分子有极性,分子链之间相互作用力很强;(2)纤维素中的六元吡喃环结构致使内旋转困难;(3)其分子内和分子间都能形成氢键特别是分子内氢键致使糖苷键不能旋转从而使其刚性大大增加。

2.纤维素膜的应用

由醋酸纤维素制成的膜具有高效、抗污染、应用广泛等特性,用作膜分离材料有其自身的优势,如原料丰富,便宜易得,这些都为其在膜科学领域的应用研究奠定了坚实的基础,该膜进一步深入研究后,有望应用于类似含染料废水的处理。

将改性羧甲基纤维素膜作为阳离子交换膜,应用于电渗析法处理高浓度氨氮废水中, NH4+的迁移符合宏观一级反应动力学模型,氨氮去除率可达90%,可见该膜对氨氮的选择透过性较好,能有效地去除水中氨氮,达到回收废水中氨的目的,具有废物回用的循环经济意义,显示出广阔的应用前景。

细菌纤维素是小分子的碳水化合物经微生物发酵形成的纤维类物质。与传统植物纤维素相比有许多优良性能,如高纯度、高聚合度、高结晶度、高亲水性、较高生物适应性等,在自然界中可直接降解。因此,以细菌纤维素为原料制备薄膜,不仅拓宽了纤维素原料的来源,而且由此获得的薄膜强度高、可生物降解,能够满足当今绿色环保包装业的需求。细菌纤维素作为一种新型的微生物合成材料,在食品工业、生物医学、造纸、声学器材和石油开采方面已经得到了广泛应用。

NMMO工艺纤维素膜具有很高的拉伸强度,但断裂伸长率有待进一步提高。该竹基纤维素薄膜以及本所正在研究的竹基绿色复合薄膜有望作为绿色包装材料。

3.纤维素膜的制备

醋酸纤维素膜可以采用溶液浇铸法制备。按照配比要求(醋酸纤维素/丙酮=15 wt-85 wt),将醋酸纤维素(乙酰基含量为39. 8 %)和丙酮聚合物溶液混合,经搅拌溶解后,静置数天脱泡,然后用刮刀刮在洁净玻璃板上,直接置于空气中缓慢挥发24 h,再放入真空干燥箱干燥24 h(干燥温度80℃),得到厚度约为30 mm的均质醋酸纤维素膜。

用量筒量取38 mL的DMF和62 mL的丙酮,使之混合形成混合溶液,再分别称取4.13g乙酸纤维素,形成质量分数为5%的乙酸纤维素溶液,再加入20.65g甘油在室温下搅拌24h形成铸膜液。将铸膜液倒在平滑的玻璃片上,平铺成一层薄层,放入60℃相对湿度大于95%的环境中30min,吸收水蒸气、挥发丙酮使其分相凝胶。再浸入蒸馏水中25min使膜固化,最后将膜用蒸馏水清洗4次放入烘箱中烘干即得到醋酸纤维素膜。现象:溶解好的铸膜液透明均匀,平铺在玻璃板上放入60℃相对湿度大于95 %的环境中30 min,取出倒入蒸馏水遇水形成白色薄膜。

4.膜的负载

取40 mg乙酸纤维膜用0.5 mol/L的氢氧化钠乙醇溶液(100 mL)在30℃下反应3h,再用一定浓度的NaIO4进行氧化6.7h使之生成醛基。在用蒸馏水清洗几次放在60℃烘箱中烘干。将200μmol四氨基钴酞菁溶解于10mL二甲基甲酰胺然后将40毫克的氧化了的醋酸纤维膜加入到该溶液中放在25℃下反应3h。所得产物用蒸馏水洗涤3次,然后再用DMF清洗,以去除吸附在上面的CoPc。将该纤维膜放在60℃真空烘箱中烘干即可得到四氨基钴酞菁功能化醋酸纤维膜。

(1)实验材料用量:乙酸纤维膜(40mg),氢氧化钠(2g),无水乙醇(100mL),NaIO4(0.3g),蒸馏水(40mL)四氨基钴酞菁(0.24g),DMF(10mL)

(2)现象:负载好后得到的纤维素膜由原来的白色变为绿色,即得到了新型的催化型纤维素膜。

本文使用4-硝基邻苯二甲酸与氯化钴在尿素、钼酸铵存在下进行加热反应合成四硝基钴酞菁,再将其溶解于N,N-二甲基甲酰胺中,以硫化钠为催化剂还原成四氨基钴酞菁,将其负载到醋酸纤维素膜上,制成钴酞菁负载纤维素纤维,避免了酞菁在水溶液中的自缔合作用而使反应活性降低,同时使处理后的酞菁能被回收循环利用。同时本文通过在不同pH和不同温度下四氨基钴酞菁的负载,研究得出最适宜负载温度为50℃,溶液pH值为8的条件下四氨基钴酞菁负载量最好,且通过把四氨基钴酞菁纤维素膜对活性染料的脱色证明其具有催化性能。

参考文献:

[1]吴江,曹义鸣,袁权.新型α-纤维素膜制备与性能研究[J].高分子学报, 2002, 4(8): 520-523.

纤维素纤维范文第10篇

关键词:纤维素根焊;未熔缺陷;控制

一、前言

焊接中纤维素根焊是一种较为常用的焊接方法。相比其它种类的焊接方法,纤维素根焊显得更加的高效而且能够方便使用。纤维素根焊是利用电弧电压输出,使纤维素焊条以颗粒状方式喷射并且由此而对钢管济宁焊接的技术。相比于传统低氢焊条的使用,纤维素焊接方式的电流需求更加稳定,焊接的质量更高。在进行纤维素焊接前,要进行接头坡口的准备、预热、以及焊接工艺参数的设定,在进行纤维素根焊的过程中,需要就焊条的角度、焊接电流以及焊接的熔孔等参数进行合理的设置,这样才能够得到比较良好的焊接效果。但是因为大口径的焊管的焊接空间受限、温度的梯度变化大等特点,所以在焊接的过程中会产生未熔合、未焊透以及咬边等焊接缺陷,纤维素根焊是常用的返修焊接,在返修焊接中,要对纤维素根焊的焊接质量进行有效的控制。

二、纤维素根焊未熔缺陷控制

纤维素根焊工艺参数设定不准确,会造成内咬、未焊透以及未熔等焊接缺陷。因为在焊管的管道返修焊接中,只允许焊接一次,所以必须要对纤维素焊接的质量进行良好的控制。纤维素焊接的未熔焊接缺陷可以通过观察来发现,在根焊的过程中,能够对这种缺陷进行有效的控制。

(一)产生纤维素根焊未熔缺陷的因素

1.焊接参数选择不当

(1)预热温度不够。在纤维素根焊中,必须对焊管进行预热,如果因为约人的温度达不到要求,则在焊接的过程中会导致焊管与焊接的温差大。这样焊接线在坡口的停留时间不够,焊条没有完全融合,从而导致未熔缺陷。(2)电弧电压过大。在纤维素焊接的过程中,电弧电压的大小会对焊接的效果产生明显的影响。如果电弧电压过大,会导致焊条的弧线太长,从而产生熔合不完全的情况发生。(3)电弧推力过大。纤维素焊条是有多种物质组成的,在纤维素焊接的过程中,要保持电弧电压稳定,这样电弧推力才能够满足焊接的要求。但是在焊接的过程中,如果操作不当导致电弧的推力过大,则会使焊条以不完全熔合的状态滴在焊管的表面,导致未熔缺陷的产生。(4)焊接的速度过快。在纤维素焊接的过程中,因为焊条熔化的速度较快,所以焊接速度一定要保持较快的速度。这种较快的速度是纤维素焊接广泛使用的原因洗衣,但是如果焊接的速度与纤维素熔化的速度不相匹配,则会导致焊接缺陷。未熔焊接缺陷是由于焊接的速度超过纤维素熔化的速度而产生的缺陷。

2.焊工操作技能

在纤维素焊接的过程中,焊工的操作技能水平会对焊接质量产生明显的影响。在焊接的过程中,焊工缺乏经验造成导致焊条不垂直、熔渣的情况使焊工不能准确判断焊接的效果、坡口处理不当以及电压等参数的调节不当,都会造成未熔焊接缺陷[3]。

(二)纤维素根焊未熔缺陷的处理

因为纤维素焊缝未熔缺陷,会导致焊缝形成尖角效应,从而会形成该焊缝区域的应力集中。在根焊为熔合的区域,由于歪理作用会产生应力腐蚀的现象,从而导致管道发生泄漏的问题。因此在焊接的过程中必须对根焊未熔合的问题进行处理。

1.坡口处理

在进行根焊操作前,必须对根焊的坡口进行有效的处理,防止皮口的毛刺等不平滑的现象导致根焊缺憾。坡口的磨口要进行处理以保证平滑,而且坡口的角度等参数要与根焊的要求相互匹配。

2.焊接工艺

在根焊的操作过程中,要保证以下的操作步骤到位,(1)预热;(2)电弧推力;(3)焊接电压;(4)熔合判断。在进行根焊操作的过程中,需要设定良好的操作参数,以保证根焊操作的焊缝符合要求。同时在操作的过程中,需要对焊工的工艺水平进行培训以及有效检测,从而保证焊工根焊操作正确,防止违规操作产生的未熔缺陷。在焊工的操作中,包保持合理的焊接速率、焊条的角度放置、焊接的手法等操作细节一定要符合操作规范,从而防止根焊未熔缺陷的产生。

三、实例分析

在某工程焊接的过程中,产生了约有30%的根焊缺陷。在对焊接效果进行评价的过程中,外观以及RT检测均无缺陷,但是在进行刻槽锤断的时候,发现根焊出现开裂。焊缝中心的裂口处,断面没有明显的缺陷,但是断裂面的一侧发生了氧化反应而变黑,这是由于在根焊施工的过程中形成的根焊未熔的缺陷,相对来说较难判断,但是因为未熔缺陷,导致了该区域应力集中、断裂面易氧化。根部未熔缺陷在根焊缺陷中存在率较高,因此在根焊的过程中要采用合适的根焊方法对根焊未熔缺陷进行控制。

(一)焊前准备

在进行根焊的过程中,需要选择合适的根焊焊条进行焊接施工。采用直径较小的焊条,产生的焊滴较为均匀,而且能够有效的避免由于焊滴不能填满根部造成的未熔缺陷。而且需要采用有效的方法对焊条进行保存管理,施工前保温2 小时。在进行焊接施工的过程前,需要对自然情况进行了解,最好选择空气湿度与风速均满足焊接的要求;而且选择在9:00到15:00这段时间内进行施工,焊缝不会受到日光的影响而产生拉伸,避免由于焊缝本身造成的根部未熔缺陷。焊接前需要进行有效的预热,在进行焊接的区域内120mm处进行预热,防止因为温度不均匀而产生的根焊未熔缺陷。当外界的温度比较低的时候,需要持续进行加热。焊接前需要对坡口进行有效的处理,保证坡口的平滑减小,使坡口根部的尖细宽度与焊条的直径相匹配,从而保证根焊的质量,防止坡口不均匀、间隙过大而产生的未熔缺陷。

(二)焊接工艺

根焊焊接的过程中,要保持焊接的操作准确,焊条与焊接相互垂直,而且根焊的焊道在焊缝的中心位置,防止因为咬边与焊滴不适应而产生未熔缺陷,而且在焊接的过程中要保持熔池,根据熔池来对焊接的工艺参数以及焊接的操作进行调整。根焊完成后需要对焊缝进行及时的检测,保证焊接的质量,对焊接的缺陷进行及时的处理。而且在清根打磨的过程中,需要采用厚度较大的砂轮片,防止在下一阶段的焊接中出现未熔焊接缺陷。在纤素根焊的过程中,采用反复断弧焊能够对根焊的焊接进行填充。在焊接完成后,需要对焊层进行保温措施,以防止焊接的残余应力的影响。

(三)未熔缺陷控制效果

通过良好的纤维素根焊未熔缺陷的控制,大大减小了该工程段的缺陷率。而且采用纤维素根焊对已有的缺陷进行返修处理,能够达到94%的返修成功率,为以后的根焊的未熔缺陷控制打下了良好的基础。

四、结论

纤维素根焊在焊管的焊接中具有丰富的用途,利用纤维素根焊的未熔缺陷控制工艺,可以有效的减小未熔缺憾,保证根焊的质量以及效率。

参考文献:

[1] 梁翕章.国内外输气管道试压.技术现状综述 [J].天然气与石油,2003,21(4):1-6.

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