1. 研究目的与意义
随着石油、煤炭等不可再生资源总量日趋减少，由农林废弃物可再生资源转化获得新材料、高热值能源、化工原料及药物正成为一种重要的发展趋势，而半纤维素改性成为农林废弃物可再生资源研究利用中的一个重要分支。虽然半纤维素广泛分布与植物中，但是因为结构的复杂性限制了其在工业中的应用。
粘胶纤维的压榨废液含有半纤维素，直接排放不仅污染环境，还造成资源浪费。本项目研究以粘胶纤维废液中的半纤维素为原料,采用多种方法将其分离提纯并对其结构组成进行表征分析，再进行烷氧基化反应研究。
本课题深入开展对全面认识半纤维素的结构与组成具有重要的科学价值,为拓展半纤维素在功能性食品、精细化工产品、石油塑料替代品和材料等方面的应用与大规模生产提供理论基础,并为更好的开发利用丰富的生物质资源提供理论支持。
2. 国内外研究现状分析
随着石化资源的相对枯竭、世界森林面积的急剧减少和木材价格的提高，全球掀起了研究和开发利用农林废物的高潮，特别是对半纤维素改性方面的研究。半纤维素赢其独特的化学结构，较高的环保价值而在众多领域中被广泛应用，必将成为人们关注的热点。半纤维素的改性为进一步开发利用半纤维素的各种性质提供了新机会，将对有效利用天然再生资源、减少环境污染具有重要意义，并为工业化利用农林废弃物等植物资源开创一条新路。
半纤维素是农林生物质的主要组分之一，含量仅次于纤维素，是地球上最丰富、最廉价的可再生资源之一。但半纤维素的潜在应用价值远没有得到开发与利用。如何合理利用和高值化利用半纤维素是农林生物质资源高效转化和生物质精炼研究的重要课题。虽然通过一些探索性研究人们对半纤维素及其衍生物的理化性能有了进一步的了解，合成了多种半纤维素衍生物与材料，并对这些功能衍生物和材料在食品、造纸、生物医药等领域的应用进行了初步探索，但仍有很多潜在的应用性能未被开发出来。现有的研究表明，半纤维素能够为绿色材料提供一个功能丰富的原料平台。目前对半纤维素功能化应用的探索研究不仅为半纤维素的转化利用提供了更多的途径，也为农林生物质资源利用研究打开了新窗口，开辟了新的研究方向。
能源紧缺、环境污染、食品和医药安全是当今世界面临的巨大挑战,开发清洁、安全的生物质资源是应对这些挑战的有效途径。纤维素、半纤维素和木质素是组成农林生物质的三种主要成分。在工业领域,人们主要针对木质素和纤维素进行研究,而对半纤维素的研究相对较少。然而,近十年来,随着世界森林面积的急剧减少和木材价格的提高,世界范围内掀起了开发利用可再生资源特别是对半纤维素研究的热潮。虽然半纤维素的应用前景广阔,但到目前为止,仍没能实现大规模的工业化应用。
3. 研究的基本内容与计划
12月20日-1月16日查阅、收集资料，撰写开题报告。
3月1日-3月30日从浆粕在碱液浸渍后的下脚料中分离得到半纤维素，并采用化学分析和仪器分析法对半纤维素进行结构分析。
4月1日-4月30日半纤维素分别与环氧乙烷、丙烷进行烷氧基化反应，再与环氧氯丙烷进行环氧化反应，制得一系列化合物环氧化合物的合成。
4. 研究创新点
目前关于生物质组分热解的研究较多，其中关于半纤维素的研究较少，大多数研究是采用模化物木聚糖等进行热解实验研究，本项目采用乙醇沉淀法进行化纤压榨废液中的半纤维素纯化，并采用化学分析和仪器分析法对企业废液中的半纤维素进行结构分析。分别与环氧乙烷、丙烷进行烷氧基化反应，再与环氧氯丙烷进行环氧化反应，制得一系列化合物，并对其进行表征。解决废液处理问题，找出半纤维素的利用途径，增加半纤维素的附加值。
农林废弃物产量巨大,可再生,是一种重要的生物质资源,将农林废弃物用于处理工业废水,不仅能够降低废水污染,而且还能够充分利用可再生资源,做到以废治废,显著降低废水处理成本,为农林废弃物综合利用提供新途径。农林废弃物的合理开发利用必将带来巨大的社会效益和经济效益。
