麦草碱木质素的分离、纯化和溶液性质开题报告

1. 研究目的与意义

随着人类对环境污染和资源危机等问题的认识不断深入 ,天然高分子所具有的可再生、可降解等性质日益受到重视。废弃物的资源化与可再生资源的利用 ,是当代经济与社会发展的重大课题 ,也是对当代科学技术提出的新要求。木质素成本较低，木质素及其衍生物具有多种功能性，可作为分散剂、吸附剂/解吸剂、石油回收助剂、沥青乳化剂，木质素对人类可持续发展最为重大贡献就在于提供稳定、持续的有机物质来源，其应用前景十分广阔。

木质素是世界上第二大生物质可再生资源，工业上木质素主要来源于造纸废液，尤其是碱法制浆过程中产生的碱木质素，是一种天然的高分子表面活性剂。碱木质素的改性和作为高分子助剂的使用都是在水溶液里面进行的，然而碱木质素的水溶性很差，这就给碱木质素的改性带来了一定的困难，所以研究碱木质素的溶液行为是很有必要的。本实验通过研究碱木质素的分离，纯化和化学表征以及研究碱木质素在不同溶剂体系下的溶解性和聚集态，为碱木质素的化学改性和应用提供参考依据。

2. 国内外研究现状分析

目前而言，国外内关于碱木质素的研究有的集中在碱木质素的分子设计和化学改性，来制备各种不同类型的碱木质素衍生物，以及这类的碱木质素衍生物的物理化学性质；有的是关于催化降解碱木质素的研究；还有包括碱木质素提纯的研究。

而华南理工大学的邱学青教授指导的一篇硕士论文《碱木质素溶液行为的研究》中，通过研究pH值、溶剂和浓度对碱木质素在稀溶液中的分子构型、表面物化性能、亲水疏水性和聚集形态的影响规律，建立其在水溶液中的分子构型模型，揭示碱木质素在水溶液中的聚集过程，增加对木质素结构和物化性质的理解；研究溶液性质的变化对碱木质素在溶液中粘度行为和流变行为的影响规律，促进对木质素在溶液中高分子特性的理解，对碱木质素在溶液中的化学改性和改性产品的应用提供理论依据。此外，采用电位滴定法、Zeta电位仪、表面张力仪、稳态荧光仪、动态光散射仪（DLS）等表征方法研究了溶液pH值和溶剂对碱木质素在溶液中的分子构型的影响。给了我们一定得借鉴作用。。

3. 研究的基本内容与计划

内容：1）麦草碱木质素的分离、纯化和化学表征；

2）麦草碱木质素的溶液性质，包括：在不同溶剂体系下的溶解性、聚集态的研究，研究的手段包括浊度仪、静态/动态激光散射、afm等。

计划：1）样品准备：由我院翟老师提供麦草碱法粗木质素样品

4. 研究创新点

制浆造纸工业每年要从植物中分离出大约 1.4 亿吨纤维素 ,同时得到 5000万吨左右的木质素副产品,但迄今为止 ,超过95 %的木质素仍以黑液直接排入江河或浓缩后烧掉 ,很少得到有效利用。

通过对碱木质素在溶液中聚集状态的研究，揭示碱木质素在溶液中的聚集形态，增加对碱木质素物理化学性质和结构的了解，可以更好地利用造纸工业产生的大量碱木质素，减少排放，实现废弃物的资源化和可再生资源的利用，实现资源的可持续发展。