生物質(zhì)潔凈利用的一些綠色化學(xué)基本問(wèn)題研究.pdf

1、、中國(guó)科學(xué)技術(shù)人學(xué)博十學(xué)位論文摘要本論文的研究方向是以生物質(zhì)資源為導(dǎo)向的綠色化學(xué)基本問(wèn)題研究的一部—_●●’—_—_一分。內(nèi)容上由兩部分組成，第一部分主要內(nèi)容為綠色植物細(xì)胞壁精細(xì)結(jié)構(gòu)及多、一～、一———～糖的原子力顯微鏡(AFM)研究，其目的是從分子水平到宏觀尺寸上去認(rèn)識(shí)細(xì)胞～一一一—～壁各種組分之間的空間結(jié)構(gòu)關(guān)系。第二部分主要研究如何利用生物質(zhì)可再生資～一一———一源為原材料，進(jìn)行綠色化學(xué)合成，以制備各種功能高分子材料。一7掃描探針顯

2、微鏡(sPM)的發(fā)展使得在分子甚至原子水平上研究物質(zhì)的設(shè)想t變成了可能，原子力顯微鏡(AFM)是其中的一種，由于AFM能夠探測(cè)非導(dǎo)電樣品表面的結(jié)構(gòu)信息，因此已成為研究生物及大分子體系的重要手段。綜合利用生物質(zhì)可再生資源的前提是充分了解其本身所含復(fù)雜組分之間的空間結(jié)構(gòu)關(guān)系，AFM作為納米級(jí)結(jié)構(gòu)探測(cè)的有力工具被用來(lái)研究植物細(xì)胞壁的精細(xì)結(jié)構(gòu)。在第一章中，我們選擇了來(lái)源豐富的細(xì)胞壁資源小麥秸稈作為研究對(duì)象，通過(guò)選擇不同的樣品制備方式，分別得到了

3、細(xì)胞壁原始狀態(tài)、脫除蠟質(zhì)、脫除木質(zhì)素及半纖維素的樣品，利用TappingmodeAFM我們觀測(cè)了樣品表面的精細(xì)結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞壁中纖維素、半纖維素及木質(zhì)素之間存在與理論預(yù)測(cè)基本一致的關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)。第二章中，我們利用AFM的觀測(cè)方法研究了纖維素的聚集體結(jié)構(gòu)。通常纖維素分子由于分子間的氫鍵作用，很難完全在溶劑中分散成單分子狀態(tài)，理論預(yù)計(jì)在良溶劑DMAc／LiCl中，仍存在纖維素分子的纓狀聚集結(jié)構(gòu)。我們利用AFM研究證實(shí)了這種結(jié)構(gòu)的存在，同時(shí)指出觀

4、測(cè)到的結(jié)構(gòu)僅是纓狀膠束模型的一種特定結(jié)構(gòu)。第三章中，利用AFM和激光光散射研究了羥丙基纖維素的單分子結(jié)構(gòu)及相互聚集的行為。發(fā)現(xiàn)羥丙基纖維素分子在低濃度溶液狀態(tài)時(shí)是以無(wú)規(guī)線團(tuán)的結(jié)構(gòu)形式存在，但當(dāng)超過(guò)其溶致液晶濃度后，觀測(cè)到的羥丙基纖維素的結(jié)構(gòu)變成了伸直的剛性鏈結(jié)構(gòu)，由此可以斷定，當(dāng)羥丙基纖維素從各向同性的溶液向各向異性的液晶態(tài)轉(zhuǎn)變時(shí)，分子的鏈結(jié)構(gòu)發(fā)生了從無(wú)規(guī)線團(tuán)向伸直剛性鏈的轉(zhuǎn)變。進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)在溶液沉積時(shí)不同濃度及溫度下羥丙基纖維素的