目錄
第1章 納米科技基礎(chǔ)1
1.1 納米科技的基本術(shù)語1
1.2 納米科技3
1.2.1 納米科技概念的提出和發(fā)展3
1.2.2 納米科技的概念5
1.2.3 納米技術(shù)的內(nèi)涵6
1.2.4 納米科技的研究范疇7
1.2.5 納米技術(shù)的價值鏈7
1.3 納米材料8
1.3.1 納米材料的發(fā)展9
1.3.2 納米材料的分類9
1.3.3 納米材料的制備11
1.3.4 納米材料的特性13
1.3.5 納米材料的性能15
1.3.6 納米材料的應(yīng)用19
參考文獻22
第2章 典型生物質(zhì)資源24
2.1 生物質(zhì)資源的特點24
2.2 纖維素26
2.2.1 纖維素的分子結(jié)構(gòu)26
2.2.2 纖維素的超分子結(jié)構(gòu)28
2.2.3 纖維素的性質(zhì)33
2.3 半纖維素37
2.3.1 半纖維素的分子結(jié)構(gòu)37
2.3.2 半纖維與其他物質(zhì)的作用38
2.3.3 半纖維素的性質(zhì)39
2.4 木質(zhì)素42
2.4.1 木質(zhì)素的分子結(jié)構(gòu)42
2.4.2 木質(zhì)素-碳水化合物43
2.4.3 木質(zhì)素的性質(zhì)45
2.5 甲殼素51
2.5.1 甲殼素的分子結(jié)構(gòu)52
2.5.2 甲殼素的超分子結(jié)構(gòu)53
2.5.3 甲殼素的性質(zhì)54
2.6 淀粉57
2.6.1 淀粉的分子結(jié)構(gòu)58
2.6.2 淀粉的性質(zhì)58
2.7 抽提物59
2.8 無機物60
參考文獻61
第3章 植物纖維細胞壁的壁層結(jié)構(gòu)和納米構(gòu)造64
3.1 植物纖維細胞的種類和含量64
3.1.1 針葉材細胞種類65
3.1.2 闊葉材細胞種類66
3.1.3 竹稈細胞種類69
3.1.4 稻秸的細胞種類70
3.1.5 麥秸的細胞種類71
3.1.6 植物纖維細胞的形態(tài)72
3.2 植物纖維細胞壁的壁層結(jié)構(gòu)73
3.2.1 胞間層73
3.2.2 初生壁74
3.2.3 次生壁74
3.2.4 紋孔74
3.3 細胞壁物質(zhì)的形成過程75
3.3.1 細胞壁物質(zhì)的合成75
3.3.2 細胞壁物質(zhì)的堆積過程77
3.4 細胞壁的超分子構(gòu)造和納米尺度79
3.4.1 細胞壁的超分子構(gòu)造79
3.4.2 細胞壁的納米構(gòu)造單元81
參考文獻83
第4章 生物質(zhì)材料的分離85
4.1 少量成分的分離85
4.1.1 有機溶劑抽提物86
4.1.2 水抽提物86
4.1.3 稀堿抽提物86
4.2 纖維素的分離87
4.2.1 物理法87
4.2.2 化學(xué)法89
4.3 木質(zhì)素的分離96
4.3.1 從生物質(zhì)原料中分離木質(zhì)素97
4.3.2 從紙漿中分離木質(zhì)素106
4.3.3 從制漿廢液中分離木質(zhì)素107
4.3.4 離子液體溶解木質(zhì)素113
4.4 半纖維素的分離116
4.4.1 半纖維素分離前的準(zhǔn)備116
4.4.2 半纖維素的抽提117
4.5 全組分分離122
4.5.1 DMSO/NMI溶劑體系122
4.5.2 離子液體系123
4.5.3 預(yù)處理后分級分離126
參考文獻127
第5章 生物質(zhì)納米纖維素及其功能化130
5.1 納米纖維素的概述130
5.1.1 生物質(zhì)材料中蘊藏的納米纖維素130
5.1.2 納米纖維素的分類131
5.1.3 納米纖維素的特性133
5.2 納米纖維素的制備方法136
5.2.1 纖維素納米晶體的制備方法136
5.2.2 纖維素納米纖絲的制備方法139
5.3 納米纖維素的應(yīng)用146
5.3.1 納米纖維素在增強聚合物中的應(yīng)用146
5.3.2 納米纖維素在膠黏劑、涂料中的應(yīng)用152
5.3.3 納米纖維素在氣凝膠中的應(yīng)用155
5.3.4 納米纖維素在薄膜材料中的應(yīng)用158
5.3.5 納米纖維素在復(fù)合相變儲能材料中的應(yīng)用160
5.3.6 納米纖維素在電子行業(yè)中的應(yīng)用160
5.3.7 納米纖維素在醫(yī)學(xué)行業(yè)中的應(yīng)用164
5.3.8 納米纖維素的其他用途167
參考文獻167
第6章 生物質(zhì)納米甲殼素/殼聚糖及其功能化172
6.1 納米甲殼素/殼聚糖的概述172
6.2 納米殼聚糖的制備方法172
6.2.1 共價交聯(lián)法172
6.2.2 離子凝膠法173
6.2.3 大分子復(fù)合法173
6.2.4 凝聚/沉淀法175
6.2.5 乳滴聚結(jié)法176
6.2.6 乳化劑擴散法176
6.2.7 自組裝法177
6.2.8 反相乳化鹽析法178
6.3 納米甲殼素/殼聚糖的應(yīng)用178
6.3.1 納米甲殼素/殼聚糖在醫(yī)學(xué)行業(yè)中的應(yīng)用178
6.3.2 納米甲殼素/殼聚糖在環(huán)境保護中的應(yīng)用180
6.3.3 納米甲殼素/殼聚糖在食品行業(yè)中的應(yīng)用182
6.3.4 納米甲殼素/殼聚糖在農(nóng)藥行業(yè)中的應(yīng)用183
6.3.5 納米甲殼素/殼聚糖在其他方面的應(yīng)用184
參考文獻184
第7章 生物質(zhì)納米木質(zhì)素及其功能化188
7.1 木質(zhì)素的膠體性質(zhì)188
7.1.1 木質(zhì)素在溶液中的分子構(gòu)型188
7.1.2 木質(zhì)素膠體尺寸與聚集行為190
7.1.3 木質(zhì)素溶液的流變性195
7.2 納米木質(zhì)素的定義、特征196
7.2.1 微納米尺寸木質(zhì)素顆粒在酸液中的表現(xiàn)196
7.2.2 微納米尺寸木質(zhì)素顆粒在堿液中的表現(xiàn)198
7.3 納米木質(zhì)素的制備198
7.3.1 超臨界反溶劑法198
7.3.2 酸堿沉淀法198
7.3.3 超聲化學(xué)法201
7.3.4 離子溶液法201
7.3.5 靜電紡絲法202
7.3.6 其他方法204
7.4 納米木質(zhì)素的應(yīng)用205
7.4.1 木質(zhì)素納米碳纖維205
7.4.2 納米木質(zhì)素/聚合物混合制備紡絲液206
7.4.3 納米木質(zhì)素/橡膠復(fù)合材料209
7.4.4 納米木質(zhì)素薄膜210
7.4.5 納米木質(zhì)素在環(huán)境保護中的應(yīng)用211
7.4.6 納米木質(zhì)素的其他用途212
參考文獻212
第8章 生物質(zhì)納米二氧化硅及其功能化215
8.1 生物礦化215
8.1.1 生物礦化的定義215
8.1.2 生物礦化過程216
8.1.3 生物礦化的成長機制217
8.2 硅的生物礦化218
8.2.1 生物質(zhì)二氧化硅的結(jié)構(gòu)218
8.2.2 二氧化硅礦化結(jié)構(gòu)的自組裝機制222
8.3 生物質(zhì)納米二氧化硅的制備224
8.3.1 稻殼制備生物質(zhì)納米二氧化硅224
8.3.2 稻秸制備生物質(zhì)納米二氧化硅225
8.4 生物質(zhì)納米二氧化硅在阻燃中的應(yīng)用230
8.4.1 生物質(zhì)二氧化硅的阻燃性能230
8.4.2 生物質(zhì)二氧化硅/聚磷酸銨的阻燃性能233
8.4.3 生物礦化硅的阻燃性能235
8.5 生物質(zhì)二氧化硅在降醛中的應(yīng)用239
8.5.1 固化時間240
8.5.2 游離甲醛釋放量240
8.5.3 膠合性能的影響241
8.6 生物質(zhì)納米二氧化硅的其他應(yīng)用242
8.6.1 鋰離子電池的多孔硅負極材料242
8.6.2 氣凝膠材料242
參考文獻242
第9章 生物質(zhì)納米材料的性能表征245
9.1 形貌表征245
9.1.1 透射電子顯微鏡245
9.1.2 掃描電子顯微鏡251
9.1.3 原子力顯微鏡254
9.2 納米力學(xué)256
9.2.1 納米壓痕法256
9.2.2 基于AFM的納米力學(xué)測試法257
9.2.3 基于EM的原位納米力學(xué)測試法258
9.2.4 基于MEMS的片上納米力學(xué)測試法258
9.3 比表面積測定258
9.3.1 吸附的基本概念258
9.3.2 BET氮吸附法260
9.4 X射線衍射261
9.4.1 X射線衍射的物理學(xué)基礎(chǔ)261
9.4.2 X射線衍射儀263
9.4.3 小角X射線散射263
9.5 粒度分析法265
9.5.1 激光粒度分析原理266
9.5.2 激光粒度分析儀裝置266
9.5.3 粒度分析的樣品準(zhǔn)備267
9.6 表面及界面表征268
9.6.1 X射線光電子能譜269
9.6.2 拉曼光譜270
9.6.3 紅外光譜分析271
9.7 界面熱學(xué)特性表征272
參考文獻274