第1章 生物质化工及材料概述 1
1.1 生物质化工技术及发展趋势 2
1.1.1 生物质化工概述 2
1.1.2 生物质化工技术的现状 3
1.1.3 生物质绿色化工技术 4
1.1.4 生物质化工的发展方向 6
1.2 生物质材料及发展趋势 6
1.2.1 生物质材料的定义 6
1.2.2 生物质材料的特征 7
1.2.3 生物质材料的应用 8
1.2.4 生物质材料的发展方向 9
参考文献 9
第2章 生物质化工技术 12
2.1 生物质直接燃烧技术 12
2.1.1 生物质直接燃烧技术的特点 13
2.1.2 直接燃烧技术 13
2.1.3 生物质与煤混合燃烧技术 15
2.1.4 生物质直接燃烧技术存在的问题 16
2.2 生物质热解技术 16
2.2.1 生物质热解机理 17
2.2.2 生物质热解的动力学 18
2.2.3 生物质热解影响因素 21
2.2.4 生物质热解工艺类型 23
2.2.5 生物质快速热解技术及研究开发现状 24
2.2.6 生物质热解技术产业化需解决的问题 27
2.3 生物质液化技术 27
2.3.1 生物质液化技术类型 27
2.3.2 生物质快速热解液化 28
2.3.3 生物质高压液化 31
2.3.4 生物质与煤共液化研究 36
2.4 生物质气化技术 37
2.4.1 生物质气化技术的发展 37
2.4.2 生物质气化原理 37
2.4.3 生物质气化工艺及设备 38
2.4.4 生物质气化的影响因素 45
2.4.5 生物质气化燃气的净化 47
参考文献 49
第3章 生物质制氢及相关技术 53
3.1 生物质热化学制氢技术 54
3.1.1 热化学制氢技术类型 54
3.1.2 生物质气化制氢 55
3.1.3 生物质热裂解制氢 60
3.1.4 生物质热解油重整制氢 60
3.1.5 生物质热化学制氢的影响因素 61
3.1.6 生物质制氢技术经济可行性分析 62
3.2 超临界水中生物质气化制氢技术 62
3.2.1 制氢机理 63
3.2.2 制氢反应动力学 64
3.2.3 超临界水中生物质制氢的影响因素 65
3.2.4 制氢工艺与主要设备 67
3.3 光催化重整生物质制氢技术 69
3.3.1 光催化重整生物质制氢 69
3.3.2 光催化重整乙醇制氢 70
3.3.3 光催化重整甲醇制氢 72
3.4 生物质乙醇水蒸气重整制氢技术 73
3.4.1 乙醇水蒸气重整反应的途径 74
3.4.2 乙醇水蒸气催化重整制氢反应热力学 76
3.4.3 乙醇水蒸气重整制氢反应动力学 76
3.4.4 乙醇水蒸气重整制氢反应催化剂 77
参考文献 80
第4章 生物质新能源的制备 82
4.1 燃料乙醇的生产技术 82
4.1.1 燃料乙醇的发展与应用 83
4.1.2 燃料乙醇生产的主要方法 84
4.1.3 生物质水解制取燃料乙醇技术 85
4.2 燃料甲醇的生产技术 92
4.2.1 生物质合成甲醇国内外研究现状 92
4.2.2 生物质合成燃料甲醇技术 93
4.2.3 生物质气化甲醇合成系统 95
4.2.4 生物质气化甲醇合成工艺 100
4.3 生物柴油的制备工艺 102
4.3.1 生物柴油的优缺点 103
4.3.2 生物柴油的生产方法 104
4.3.3 生物柴油在国内外的发展状况 111
4.4 生物油 112
4.4.1 生物油的化学组成 112
4.4.2 生物油的生产与精制 113
4.4.3 生物油的应用 115
参考文献 115
第5章 生物质制备平台化合物 117
5.1 生物质甘油制备1,3-丙二醇 117
5.1.1 1,3-丙二醇的合成方法 117
5.1.2 甘油化学法转化为1,3-丙二醇 119
5.2 生物质制备糠醛 120
5.2.1 糠醛的生产技术 120
5.2.2 糠醛制备的影响因素 122
5.3 生物质制备新型平台化合物乙酰丙酸 123
5.3.1 乙酰丙酸的制备方法 124
5.3.2 生物质水解生成乙酰丙酸的机理 128
5.3.3 生物质水解生成乙酰丙酸的反应动力学 130
5.3.4 乙酰丙酸的提取方法 130
参考文献 131
第6章 生物合成聚合物及应用 133
6.1 生物合成聚合物的种类和性质 133
6.1.1 聚羟基脂肪酸酯 134
6.1.2 聚氨基酸类聚合物 137
6.2 聚羟基脂肪酸酯的生物合成 139
6.2.1 合成聚羟基脂肪酸酯的微生物 139
6.2.2 生物代谢及合成途径 140
6.2.3 生物合成中主要的酶类及相关基因 142
6.2.4 基因工程改造 144
6.3 聚氨基酸聚合物的生物合成 146
6.3.1 聚谷氨酸的生物合成 146
6.3.2 聚赖氨酸的生物合成 148
6.3.3 蓝细菌肽的生物合成 149
6.4 生物合成聚合物的应用 150
6.4.1 聚羟基脂肪酸酯的应用 150
6.4.2 聚氨基酸类聚合物的应用 151
6.5 结论及展望 154
参考文献 155
第7章 聚乳酸合成工艺及应用 157
7.1 聚乳酸的合成工艺 157
7.1.1 乳酸的缩聚 157
7.1.2 丙交酯的合成和开环聚合 160
7.1.3 聚乳酸的扩链 162
7.2 聚乳酸的物理性质和性能 163
7.2.1 聚乳酸的物理性质 163
7.2.2 聚乳酸的使用性能 164
7.2.3 聚乳酸的可生物降解性能 167
7.3 聚乳酸材料的改性 168
7.3.1 聚乳酸的共聚改性 168
7.3.2 聚乳酸的共混改性 169
7.3.3 聚乳酸的纳米复合改性 172
7.4 聚乳酸的成型加工 176
7.4.1 聚乳酸的注射成型 176
7.4.2 聚乳酸的注射-拉伸-吹塑成型 177
7.4.3 聚乳酸的挤出成型 178
7.4.4 聚乳酸的挤出-拉伸-成膜 179
7.4.5 聚乳酸的热成型 181
7.5 聚乳酸的应用 181
7.5.1 聚乳酸降解塑料 181
7.5.2 聚乳酸纤维 183
7.5.3 聚乳酸生物医用材料 184
7.6 结论及展望 185
参考文献 186
第8章 天然聚多糖及材料 189
8.1 纤维素及材料 189
8.1.1 纤维素的结构和性质 189
8.1.2 纤维素的化学修饰 193
8.1.3 再生纤维素材料 198
8.2 纤维素纤维及复合材料 203
8.2.1 纤维素纤维的种类及性质 203
8.2.2 纤维素纤维的表面处理 205
8.2.3 天然纤维素纤维增强复合材料 207
8.2.4 纤维素纳米纤维及其复合材料 209
8.3 甲壳素和壳聚糖及材料 213
8.3.1 甲壳素和壳聚糖的结构 213
8.3.2 甲壳素和壳聚糖的化学改性 214
8.3.3 甲壳素、壳聚糖及其衍生物的应用 219
8.4 淀粉及材料 222
8.4.1 淀粉的结构和性质 223
8.4.2 淀粉的化学改性 225
8.4.3 淀粉材料及淀粉复合材料 229
8.5 结论及展望 234
参考文献 235
第9章 木质素及材料 243
9.1 木质素的结构与性质 243
9.1.1 木质素的多级结构 243
9.1.2 木质素的物理性质 245
9.1.3 木质素的降解性 246
9.1.4 木质素的官能团及衍生化 246
9.1.5 木质素的接枝共聚 247
9.2 木质素复合材料 248
9.2.1 木质素酚醛树脂 248
9.2.2 木质素聚氨酯 249
9.2.3 木质素填充改性橡胶 250
9.2.4 木质素共混改性聚烯烃 251
9.2.5 木质素／天然高分子复合材料 252
9.2.6 其他木质素复合材料 253
9.3 木质素及材料的应用 255
9.3.1 木质素材料用作工程塑料 255
9.3.2 木质素材料用作泡沫和薄膜材料 256
9.3.3 木质素材料用作胶黏剂 256
9.3.4 木质素及其衍生物用作絮凝剂 258
9.3.5 木质素及其衍生物的其他用途 259
9.4 结论及展望 260
参考文献 261
第10章 天然蛋白质及材料 265
10.1 常见的天然蛋白质 265
10.1.1 大豆蛋白质 265
10.1.2 玉米蛋白质 266
10.1.3 小麦蛋白质 267
10.1.4 胶原蛋白质和明胶 267
10.1.5 酪蛋白质 268
10.2 蛋白质的物理和化学性质 268
10.2.1 蛋白质的物理性质 268
10.2.2 蛋白质的化学反应 270
10.2.3 蛋白质的接枝共聚 272
10.3 天然蛋白质材料 273
10.3.1 增塑和变性蛋白质材料 274
10.3.2 交联改性蛋白质材料 275
10.3.3 蛋白质共混材料 277
10.3.4 纳米复合蛋白质材料 279
10.4 蛋白质材料的应用 281
10.4.1 蛋白质降解材料和可食性薄膜 281
10.4.2 蛋白质纤维和纳米纤维 282
10.4.3 蛋白质胶黏剂 284
10.4.4 蛋白质生物材料 287
10.5 结论及展望 289
参考文献 291
第11章 天然植物油及材料 295
11.1 天然油脂的结构及组成 295
11.2 植物油的直接聚合及材料 297
11.2.1 植物油-乙烯基单体共聚塑料 298
11.2.2 蓖麻油基聚氨酯及互穿网络材料 300
11.3 植物油化学改性及材料 302
11.3.1 聚酯 302
11.3.2 聚氨酯 305
11.3.3 丙烯酸／马来酸酐改性植物油-乙烯基单体共聚塑料 308
11.3.4 环氧树脂 309
11.3.5 聚酰胺和聚酯酰胺 310
11.3.6 聚多酚 311
11.4 植物油复合材料及纳米复合材料 312
11.5 结论及展望 314
参考文献 314
第12章 生物质纳米粒及应用 318
12.1 生物质纳米粒的种类和性质 318
12.1.1 纤维素纳米晶 319
12.1.2 甲壳素晶须 322
12.1.3 淀粉纳米晶 322
12.1.4 木质素超分子聚集体 322
12.2 生物质纳米粒的修饰 323
12.2.1 生物质纳米粒的化学反应修饰 324
12.2.2 生物质纳米粒的聚合物接枝修饰 327
12.3 生物质纳米粒的应用 331
12.3.1 生物质纳米粒改性材料的方法和机理 331
12.3.2 生物质纳米粒改性聚合物材料 332
12.3.3 生物质纳米粒应用于功能材料 336
12.4 结论及展望 338
12.4.1 新的改性方法与结构设计 339
12.4.2 应用拓展 340
参考文献 340