木质纤维素生物质精炼PDF|Epub|txt|kindle电子书版本网盘下载

木质纤维素生物质精炼PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

第一篇 绪论3

第1章 概论3

1.1 生物质精炼的概念与分类4

1.1.1 概念及其基本要素4

1.1.2 生物质精炼的分类4

1.1.3 本书所探讨的生物质精炼的范畴10

1.2 木质纤维素生物质精炼的基本原理与研究现状10

1.2.1 基本原理10

1.2.2 木质纤维素生物质精炼的研究现状12

1.3 木质纤维素生物质精炼的挑战与机遇23

1.3.1 木质纤维素生物质原料23

1.3.2 转化工艺24

1.3.3 产品24

参考文献25

第2章 木质纤维素生物质资源44

2.1 生物质分类45

2.1.1 能源作物45

2.1.2 农业剩余物46

2.1.3 森林剩余物47

2.1.4 工业和城市废弃物47

2.2 世界木质纤维素生物质资源47

2.2.1 立木蓄积和生物量48

2.2.2 碳储量49

2.2.3 木材的砍除50

2.2.4 经济林和多用途林的面积变化50

2.3 我国木质纤维素生物质资源50

2.3.1 农业剩余物51

2.3.2 森林剩余物53

2.3.3 退化土地的草类生物质58

2.3.4 城市固体废弃物59

参考文献60

第二篇 木质纤维素的酶解顽抗性67

第3章 影响木质纤维素酶解顽抗性的因素67

3.1 木质生物质的顽抗性67

3.2 生物质化学组成对酶解顽抗性的影响69

3.2.1 木素69

3.2.2 半纤维素69

3.2.3 乙酰基71

3.2.4 细胞壁蛋白质71

3.3 生物质物理特性对酶解顽抗性的影响72

3.3.1 可及表面积、颗粒尺寸和孔隙体积72

3.3.2 纤维素结晶度73

3.3.3 纤维素聚合度74

3.4 化学组成和物理结构的交互影响76

参考文献77

第4章 木素对木质纤维素酶解顽抗性的影响86

4.1 木素在木质纤维素中的含量、化学结构及分布86

4.1.1 木素的类型及其含量86

4.1.2 木素结构单元之间的化学连接88

4.1.3 木素的功能基88

4.2 纤维素酶的特性88

4.3 木素-纤维素酶之间的作用90

4.3.1 疏水作用91

4.3.2 静电作用92

4.3.3 氢键作用94

4.4 木素对纤维素的立体或物理阻隔95

4.5 木质纤维素酶解中非生产性吸附的阻止策略96

参考文献96

第三篇 木质纤维素的预处理技术105

第5章 化学预处理105

5.1 碱预处理105

5.1.1 碱预处理技术的概述105

5.1.2 氢氧化钠和碳酸钠预处理106

5.1.3 氨预处理110

5.1.4 氨水预处理110

5.1.5 无水液氨预处理111

5.1.6 氨解111

5.1.7 石灰预处理112

5.2 酸预处理112

5.2.1 酸预处理的反应112

5.2.2 稀酸预处理114

5.2.3 浓酸预处理115

5.3 室温离子液体117

5.3.1 离子液体溶解纤维素及其机理118

5.3.2 离子液体中纤维素的水解121

5.4 氧化脱木素124

5.4.1 过氧化氢124

5.4.2 臭氧124

5.4.3 湿氧化124

5.5 有机溶剂预处理125

5.5.1 反应机理126

5.5.2 有机溶剂分离工艺131

5.6 热水预处理141

5.6.1 热水预处理的主要反应141

5.6.2 热水抽提动力学144

5.6.3 相对时间：反应时间和温度的混合影响148

5.6.4 操作条件的影响149

参考文献155

第6章 物理预处理175

6.1 传统机械预处理的类型175

6.2 机械磨浆177

6.2.1 制浆造纸工业中的机械磨浆177

6.2.2 机械磨浆在生物质精炼中的应用180

6.3 挤压预处理184

6.3.1 挤压预处理工艺184

6.3.2 单螺旋挤压机和双螺旋挤压机185

6.3.3 挤压过程中的预处理作用187

6.3.4 挤压处理的经济分析190

6.4 高能辐射处理192

6.4.1 γ射线辐射192

6.4.2 微波处理193

6.5.3 电子束辐射194

6.4.4 超声波195

6.5 影响机械尺寸降低过程的性能和能耗196

6.5.1 生物质的结构与性能196

6.5.2 最终产品的颗粒特性需求及设备199

6.5.3 化学、物化与机械联合预处理201

6.5.4 机械尺寸降低的能量效率205

参考文献207

第7章 物理化学预处理218

7.1 蒸汽爆破218

7.1.1 蒸汽爆破处理的作用过程与机理218

7.1.2 蒸汽爆破预处理的关键影响因素220

7.1.3 蒸汽爆破工艺222

7.2 二氧化碳爆破224

7.2.1 超临界二氧化碳预处理机理224

7.2.2 超临界二氧化碳预处理影响因素225

7.2.3 超临界二氧化碳工艺228

7.3 烘焙228

参考文献229

第8章 预处理过程中酶解抑制剂的产生与控制234

8.1 预处理过程中所产生的抑制剂234

8.1.1 低分子量有机酸和呋喃236

8.1.2 酚类化合物238

8.2 抑制剂作用机理241

8.2.1 脂肪酸241

8.2.2 糠醛和HMF242

8.2.3 酚类化合物243

8.2.4 无机化合物243

8.2.5 其他抑制剂244

8.2.6 协同作用244

8.3 消除或减轻抑制作用的策略244

8.3.1 物理方法245

8.3.2 化学方法247

8.3.3 生物处理249

8.3.4 发酵条件改善251

8.3.5 提高酵母对抑制剂的适应性253

8.3.6 改善抑制剂耐受性的酵母重组254

8.3.7 提高酵母抑制剂耐受性的进化工程256

参考文献257

第四篇 木质纤维素生物能源273

第9章 木质纤维素的水解糖化273

9.1 纤维素酶解机理273

9.2 影响纤维素酶解活性的因素274

9.2.1 温度274

9.2.2 pH274

9.2.3 底物浓度275

9.2.4 抑制剂及激活剂275

9.3 提高木质纤维素酶解糖化效率的途径275

9.3.1 产酶菌株优化及酶的生产275

9.3.2 酶技术277

9.3.3 酶解助剂280

9.3.4 反应器的改进282

9.3.5 外场辅助作用285

9.3.6 酶的回收285

参考文献286

第10章 利用碳水化合物生产乙醇292

10.1 水解和发酵工艺的模式292

10.1.1 独立的酶解和发酵292

10.1.2 同步糖化发酵293

10.1.3 同步糖化共发酵294

10.1.4 一体化生物加工过程294

10.2 戊糖发酵生产乙醇296

10.2.1 戊糖发酵生产乙醇的机理296

10.2.2 自然界中能利用戊糖的微生物296

10.2.3 木糖降解基因工程菌的构建297

10.3 己糖发酵生产乙醇300

10.3.1 利用己糖的微生物300

10.3.2 己糖发酵生产乙醇的途径300

10.3.3 混合糖发酵中基因技术的应用300

10.4 乳酸发酵301

10.5 琥珀酸发酵302

参考文献304

第11章 碳水化合物制氢308

11.1 化学催化制氢309

11.2 生物催化制氢310

11.2.1 发酵产氢微生物310

11.2.2 微生物发酵产氢代谢途径312

11.2.3 氢酶313

11.2.4 木质纤维素产氢的生物过程及工艺315

11.2.5 木质纤维素生物转化氢气技术前景317

11.3 生物转化合成途径317

参考文献320

第五篇 木质纤维素生物化学品、生物材料及其实践329

第12章 半纤维素化学品329

12.1 酶催化制备半纤维素化学品329

12.1.1 酶解330

12.1.2 乙醇334

12.1.3 琥珀酸334

12.1.4 木糖醇334

12.1.5 丁二醇338

12.1.6 其他化合物341

12.2 通过化学转化制备半纤维素化学品342

12.2.1 糠醛342

12.2.2 5-HMF345

12.2.3 乙酰丙酸347

12.2.4 木糖醇349

参考文献350

第13章 木素化学品367

13.1 木素的分离368

13.1.1 硫酸盐木素369

13.1.2 亚硫酸盐木素369

13.1.3 烧碱木素370

13.1.4 有机溶剂木素370

13.1.5 快速热解木素373

13.1.6 稀酸水解木素374

13.1.7 水热分离木素374

13.1.8 双相分离木素375

13.2 木素的解聚376

13.2.1 分离木素的热解377

13.2.2 催化加氢热解378

13.2.3 亚临界和超临界水处理380

13.2.4 超临界溶剂处理380

13.3 气化381

13.3.1 传统气化381

13.3.2 木素所形成的热解气383

13.3.3 超临界水气化383

13.4 木素的最终利用384

13.4.1 燃料385

13.4.2 芳香族化学品386

参考文献388

第14章 抽出物化学品398

14.1 化学组成及其特性398

14.1.1 萜烯和类萜398

14.1.2 脂肪酸401

14.1.3 酚类化合物401

14.1.4 生物碱403

14.2 木质纤维素中抽出物成分的分离403

14.3 抽出物组分的应用404

14.3.1 松节油404

14.3.2 松香406

14.3.3 甾醇类化合物409

14.3.4 脂肪酸410

14.3.5 酚类物质410

14.3.6 生物碱412

参考文献412

第15章 纤维素材料419

15.1 纤维素的结构419

15.1.1 纤维素的链结构419

15.1.2 纤维素聚集态结构420

15.1.3 氢键网络结构421

15.2 纤维素的物理性质421

15.2.1 纤维素的溶胀421

15.2.2 纤维素的溶解422

15.3 纤维素的改性反应425

15.3.1 酯类纤维素425

15.3.2 磺化纤维素425

15.3.3 醚类纤维素426

15.3.4 醚酯类纤维素426

15.3.5 交联纤维素衍生物427

15.3.6 接枝共聚纤维素衍生物427

15.4 纤维素材料427

15.4.1 再生纤维素纤维427

15.4.2 再生纤维素膜429

15.4.3 纤维素气凝胶435

15.4.4 纳米纤维素439

参考文献451

第16章 木素材料472

16.1 木素的多级结构472

16.1.1 木素结构单元473

16.1.2 木素结构单元之间的连接键473

16.1.3 木素的官能团475

16.1.4 木素分子量476

16.1.5 木素大分子与立体化学476

16.2 木素的物理性质478

16.2.1 表观物理性质478

16.2.2 溶解性479

16.2.3 热学性质479

16.2.4 分子形状及超分子特征479

16.2.5 缔合特性481

16.3 木素的化学改性481

16.3.1 衍生化481

16.3.2 接枝改性484

16.4 木素的聚合改性485

16.4.1 交联反应485

16.4.2 缩合反应486

16.5 几种主要的木素材料486

16.5.1 合成树脂材料486

16.5.2 吸附剂488

16.5.3 表面活性剂490

16.5.4 碳纤维491

16.5.5 纳米材料497

16.5.6 水凝胶501

参考文献503

第17章 制浆造纸工业与生物质精炼的结合模式519

17.1 近中性预抽提／制浆模式519

17.2 亚硫酸盐溶解浆生物质精炼模式521

17.2.1 亚硫酸铵工艺521

17.2.2 亚硫酸镁工艺522

17.2.3 SPORL工艺523

17.3 预水解／溶解浆模式525

17.3.1 基于预水解的硫酸盐法生产溶解浆工艺526

17.3.2 水解强度等工艺条件对水解和制浆的影响528

17.4 溶剂制浆生物质精炼模式529

17.5 制浆废液精炼技术530

17.5.1 黑液气化530

17.5.2 废液中木素的精炼532

17.5.3 粗塔罗油的精制532

参考文献533