1. 研究目的与意义
半纤维素是由几种不同类型的单糖构成的异质多聚体，这些糖是五碳糖和六碳糖，包括木糖、阿拉伯糖和半乳糖等。半纤维素木聚糖在木质组织中占总量的50%，它结合在纤维素微纤维的表面，并且相互连接，这些纤维构成了坚硬的细胞相互连接的网络，它的亲水性在造纸等多个方面有着而广泛的应用；壳聚糖又称脱乙酰甲壳素，是由自然界广泛存在的几丁质(chitin)经过脱乙酰作用得到的，化学名称为聚葡萄糖胺(1-4)-2-氨基-B-D葡萄糖。这种天然高分子的生物官能性和相容性、血液相容性、安全性、微生物降解性等优良性能被各行各业广泛关注，在医药、食品、化工、化妆品、水处理、金属提取及回收、生化和生物医学工程等诸多领域的应用研究取得了重大进展。它的重金属吸附能功能在处理重金属污染方面有着显著成效。通过对半纤维素的功能化及其应用进行深入、系统研究，以期开发半纤维智能水凝胶，为其资源化利用提供基础数据。为更有效利用农林废弃生物质资源，促进黏胶纤维废水中半纤维的高值化利用提供事实依据。
2. 国内外研究现状分析
随着人们对人们对壳聚糖材料的研究，陆续出了很多种方法，但国内外用甲醛和乙酸酐为交联剂，制备了以壳聚糖为母体的壳聚糖凝胶LCM-X。并对其性质进行研究。国内外关于壳聚糖凝胶的研究及应用报到较少。制备LCM-X既不溶于水，稀酸和碱溶液，也不溶于一般的有机溶剂，但是LCM-X是具有活性基团(NH2)的凝胶，并且具有较好的机械强度和化学性质稳定性等优良性能且不需特殊处理，即带有活性基团(NH2)，以及其母体几丁质资源丰富，价格低廉，是一种很有应用前景的生物多聚物。但是由于尚未找到适宜的分散剂，致使LCM-X未能形成颗粒化的产品，应用受限制。这一点有待于进一步研究解决。国内外对水凝胶的方面的研究很重视，开发新的水凝胶资源是主要的任务之一，在中国国内外见详细的报导有关壳聚糖水凝胶性质的研究，中国国内仅对水凝胶的初步性质进行了探索，结果认为水凝胶以甲醇为成胶介质凝胶的吸胀性最强，交链度与壳聚糖水凝胶的RV值成反比。关于壳聚糖凝胶的研究有待于进一步开展。
3. 研究的基本内容与计划
内容：首先对凝胶纤维废水工业化回收半纤维素进行表征研究，通过高效阴离子交换色谱（hpaec）、凝胶渗透色谱（gpc）、红外光谱(ft-ir)、核磁共振（1h,13cnmr）以及热重分析（tga）等技术分析半纤维素的化学成分、分子量、结构和热稳定性；通过席夫碱反应构建高度多孔的半纤维素-壳聚糖纳米杂化材料，并研究其结构和溶胀性能以及对重金属离子的吸附性能。①进行工业化回收半纤维素结构进行分析表征，确定其稳定性
②对半纤维素-壳聚糖纳米杂化材料制备工艺进行研究，确定合理的工艺参数，制得高收率的目标产品
③考察温度，接触时间和金属离子的初始浓度对这些重金属离子吸附的影响，并用吸附模型用来分析吸附等温线和解释其吸附机理。
4. 研究创新点
本实验以农林废弃生物质资源为主要原料制备壳聚糖，并对凝胶纤维废水工业化回收半纤维素进行表征研究，更加环保节能，更好的吻合了当今社会对于生产生活要求。同时也为其他材料生产壳聚糖提供了一个方向。
