本书为植物生物质化学实验教材,编写了实验室规范和安全知识相关内容;介绍了植物生物质组成成分如纤维素、木质素、淀粉、果胶等的测定,色谱和波谱在植物生物质分析中的应用等;设计了具体的实验方法、步骤,给出计算方法和讨论。同时根据知识的更新和专业的发展,增加植物纤维的化学法制浆、漂白、废液处理和相关测定的介绍,以及纳米纤维素制备的实验。
样章试读
目录
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前言
第1章 实验学习的基础知识 1
1.1 实验安全管理要求 1
1.2 化学类实验的学习方法 2
1.3 常用仪器和使用安全 4
1.3.1 常规玻璃仪器及注意事项 4
1.3.2 常规加热设备及注意事项 10
1.3.3 常用机械设备及使用规则 13
1.3.4 其他仪器设备注意事项 17
1.4 化学试剂全生命周期管理 18
1.4.1 试剂的采购 18
1.4.2 试剂的存放 18
1.4.3 试剂的使用 19
1.4.4 实验废弃物的处置 20
参考文献 23
第2章 植物生物质分析化学基础实验 24
2.1 实验安全知识概述 24
2.1.1 主要危险化学品种类及其使用注意事项 24
2.1.2 事故的应急处理 24
2.2 NaOH标准溶液的配制与标定 25
2.3 HCl标准溶液的配制与标定 27
2.4 I2与Na2S2O3标准溶液的配制与标定 30
2.5 KMnO4标准溶液的配制与标定 34
2.6 EDTA标准溶液的配制与标定 38
2.7 铜乙二胺溶液的配制与标定 41
2.8 硫氰酸铵标准溶液的配制与标定 45
参考文献 47
第3章 植物生物质分析中的波谱与色谱仪应用 48
3.1 实验安全知识概述 48
3.1.1 主要危险化学品种类及其使用注意事项 48
3.1.2 氮气、气瓶的使用注意事项 49
3.2 分光光度计使用方法 50
3.3 分光光度计及其生物质分析应用 53
3.3.1 分光光度计 53
3.3.2 酸溶木质素含量的测定 54
3.3.3 紫外乙酰溴法测定原料和纸浆中木质素的含量 56
3.3.4 分光光度法测定果胶的含量 57
3.3.5 分光光度法测定单宁的含量 59
3.3.6 分光光度法测定木质素中邻醌和共轭羰基的含量 61
3.4 红外光谱及其分析生物质的结构 62
3.4.1 红外光谱 63
3.4.2 红外光谱在生物质分析中的应用 68
3.5 气相色谱及其用于化学成分分析 75
3.5.1 气相色谱法测定糖类组分 76
3.5.2 气相色谱法测定木质素结构单元 78
3.6 液相色谱及其应用于测定糖组分 81
3.6.1 高效液相色谱仪 81
3.6.2 高效液相色谱仪应用于生物质中糖的分析 84
3.7 核磁共振及其用于木质素结构分析 87
3.7.1 木质素结构的核磁共振氢谱分析 87
3.7.2 木质素结构的核磁共振碳谱分析 90
3.7.3 核磁共振磷谱用于木质素羟基的分析 92
3.7.4 二维和三维核磁共振用于木质素结构分析 94
参考文献 101
第4章 植物生物质原料微观结构和化学成分分析 103
4.1 实验安全知识概述 103
4.2 植物纤维组织的生物结构观察与分析 105
4.3 植物纤维组织的离析和纤维形态的测定 115
4.4 植物生物质的成分分析采样 119
4.5 植物生物质水分和灰分的测定 120
4.5.1 植物生物质水分的测定 120
4.5.2 植物生物质灰分的测定 122
4.6 植物生物质中有机抽提物含量的测定 124
4.7 植物生物质中纤维素含量的测定 125
4.8 植物生物质中综纤维素含量的测定 127
4.9 植物生物质中聚戊糖含量的测定 129
4.10 植物生物质中木质素含量的测定 132
4.11 植物生物质中蛋白质含量的测定 135
4.12 植物生物质中淀粉含量的测定 138
4.13 植物生物质中果胶质含量的测定 141
4.14 植物生物质中水解液总糖的测定 144
参考文献 153
第5章 基于化学法处理的植物纤维分离实验 154
5.1 实验安全知识概述 154
5.1.1 主要危险化学品种类及其使用注意事项 154
5.1.2 主要设备及其使用注意事项 155
5.2 化学法分离植物纤维 157
5.2.1 原料准备和水分测定 157
5.2.2 蒸煮液的配制及其测定 158
5.2.3 硫酸盐法蒸煮设备与操作程序 162
5.2.4 蒸煮实验的检测 164
5.3 植物纤维浆料残余木质素的测定 165
5.3.1 高锰酸钾值测定 165
5.3.2 卡伯值测定 167
5.4 化学法处理黑液的化学成分分析 172
5.5 化学浆黑液的热值分析 178
5.6 黑液的流变学特性的测定 179
5.7 化学浆黑液等温膨胀体积指数的测定 182
5.8 植物纤维浆料的残余木质素脱除及其测定 183
5.8.1 浆料准备及水分测定 184
5.8.2 常用漂白剂的分析 184
5.8.3 漂白实验方案的制定及漂白操作 186
5.8.4 漂后残余漂白剂含量的测定 187
5.8.5 纸浆白度的测定 188
5.9 植物纤维浆料抗碱度的测定 189
5.10 植物纤维浆料还原性能和铜价的测定 192
5.11 植物纤维浆料黏度和聚合度的测定 195
参考文献 201
第6章 纳米纤维素的制备与分析 202
6.1 实验安全知识概述 202
6.2 TEMPO氧化法制备纳米纤维素 202
6.3 硫酸酸解法制备纳米纤维素 205
6.4 有机酸酸解法制备纳米纤维素 208
6.5 木质素纳米纤维素的制备 211
参考文献 213
第7章 生物质处理过程的废水分析 214
7.1 实验安全知识概述 214
7.2 废水取样 215
7.2.1 废水的采集 215
7.2.2 水样的保存与处理 216
7.3 悬浮物的测定:重量法 219
7.4 色度的测定:铂-钴比色法 221
7.5 浊度的测定:目视比浊法 223
7.6 碱度的测定:酸滴定法 225
7.7 总硬度的测定:乙二胺四乙酸二钠滴定法 228
7.8 氯化物的测定:硝酸银滴定法 231
7.9 铁含量的测定:火焰原子吸收分光光度法 234
7.10 化学需氧量的测定:重铬酸盐法 237
7.11 五日生化需氧量的测定:稀释与接种法 242
7.12 硫化物的测定:亚甲蓝分光光度法 247
7.13 挥发酚的测定:4-氨基安替比林分光光度法 252
参考文献 256
附录 258
附录A 铜乙二胺(CED)溶液的制备与分析 258
附录B 不同黏度比ηr对应的[η]×ρ值 260