竹子作为能源材料应用
绿色建材的研究方向
绿色建材的研究方向在当今社会，环保和可持续发展已成为全球关注的焦点，建筑行业也不例外。
绿色建材作为建筑领域中实现可持续发展的重要组成部分，其研究和发展正日益受到重视。
绿色建材是指在生产、使用和废弃过程中，对环境影响较小、资源利用率高、能够促进生态平衡的建筑材料。
本文将探讨绿色建材的几个主要研究方向。
一、可再生材料的应用可再生材料在绿色建材研究中占据着重要地位。
例如，竹子作为一种快速生长的可再生资源，具有出色的强度和韧性，可用于制造地板、墙板等。
研究如何提高竹子的加工工艺，使其性能更加优越、应用范围更广，是当前的一个重要课题。
另外，农作物秸秆也是一种丰富的可再生资源。
将其经过特殊处理后，可制成环保板材，用于室内装修和家具制造。
然而，目前秸秆板材在强度、防潮性等方面还存在一些不足，需要进一步研究改进其性能。
二、节能型建材的研发节能型建材能够有效降低建筑物的能源消耗。
保温隔热材料是其中的关键领域之一。
新型的真空绝热板具有极佳的保温性能，但成本较高。
如何降低生产成本，提高其大规模应用的可能性，是需要攻克的难题。
智能玻璃也是节能建材的研究热点之一。
它可以根据外界光线和温度的变化自动调节透明度，从而减少室内空调和照明的能耗。
但智能玻璃的稳定性和耐久性还有待提高，这方面的研究正在不断推进。
三、环保型胶黏剂和涂料在建材的生产和使用中，胶黏剂和涂料往往会释放有害物质，对环境和人体健康造成危害。
因此，研发环保型的胶黏剂和涂料至关重要。
水性涂料以水为溶剂，大大减少了有机溶剂的挥发，但其在耐候性和附着力方面还需要改进。
无甲醛胶黏剂的研究也在积极进行中，以替代传统的含甲醛胶黏剂，保障室内空气质量。
四、可循环利用的建材建筑废弃物的大量产生对环境造成了巨大压力。
开发可循环利用的建材是解决这一问题的有效途径。
例如，废弃混凝土经过破碎、筛分和再加工，可以制成再生骨料，用于生产新的混凝土制品。
但再生骨料的性能与天然骨料相比存在一定差异，需要通过优化配合比等方式来提高再生混凝土的质量。
竹纤维绝缘材料
竹纤维绝缘材料1.引言1.1 概述竹纤维绝缘材料是一种新型的绝缘材料，它以竹子为原料制成。
竹子是一种生长迅速、资源丰富的植物，具有轻巧、坚韧、柔韧、环保等特点。
竹纤维绝缘材料由于其独特的结构和绝缘性能，成为了电力、电子、通信等领域中重要的绝缘材料之一。
竹纤维绝缘材料具有良好的绝缘性能，能够有效阻止电流的流动，降低电气设备遭受电磁干扰的风险。
相比传统的绝缘材料，竹纤维绝缘材料具有更高的绝缘强度和绝缘电阻，同时还具备耐高温、耐腐蚀、阻燃等优点，能够适应各种恶劣的工作环境。
竹纤维绝缘材料在电力行业的应用非常广泛。
它可以用于电力输配电线的绝缘覆盖，能够保障电力系统的安全稳定运行。
此外，竹纤维绝缘材料还可以应用于电力设备、电机、电容器、开关等电气元件的绝缘和包覆，能够提高电气设备的绝缘性能和使用寿命。
除了电力行业，竹纤维绝缘材料还有广泛的应用于电子、通信等领域。
在电子产品制造中，竹纤维绝缘材料可以作为电路板的绝缘层，有效隔离电路之间的干扰。
在通信设备中，竹纤维绝缘材料可用于光缆的绝缘保护，确保光信号的传输质量。
综上所述，竹纤维绝缘材料以其独特的绝缘性能和优异的物理特性，在电力、电子、通信等领域都有广泛应用。
随着科技的不断进步和竹纤维材料的研发，相信竹纤维绝缘材料在未来的发展前景将更加广阔。
1.2文章结构文章结构部分主要是对整篇文章的组织框架进行介绍，以便读者能够清晰地了解文章的内容安排。
在本文中，文章结构可以按照以下方式进行介绍：1.2 文章结构介绍本文将从以下几个方面对竹纤维绝缘材料进行探讨。
首先，我们将在第二节中介绍竹纤维的特性。
竹纤维作为一种新兴的绝缘材料，具有一些独特的物理和化学性质，这些特性将在本节中详细阐述。
其次，在第三节中，我们将探讨竹纤维绝缘材料的应用。
竹纤维绝缘材料在各个领域都具有广泛的应用潜力，例如建筑、电力、航空航天等行业。
我们将介绍竹纤维绝缘材料在这些领域中的具体应用案例，并讨论其优势和应用前景。
《基于可持续设计理念的竹家具设计研究》
《基于可持续设计理念的竹家具设计研究》一、引言随着人类对环境保护意识的日益增强，可持续设计理念逐渐成为设计领域的重要方向。
竹子作为一种可再生、环保、低碳的天然材料，其应用在家具设计中具有重要意义。
本文以竹家具设计为研究对象，从可持续设计理念出发，探讨竹家具设计的创新与发展。
二、竹家具设计的可持续性优势竹子作为一种快速生长、生态友好的材料，具有以下可持续性优势：1. 资源丰富：竹子生长迅速，再生能力强，可实现资源的可持续利用。
2. 环保低碳：竹子生长过程中无需大量化肥、农药等化学物质，减少了环境污染。
3. 物理性能优越：竹子具有较高的强度和稳定性，适合用于家具制造。
4. 可降解：竹子在生命周期结束后可自然降解，减少垃圾产生。
三、基于可持续设计理念的竹家具设计原则基于可持续设计理念，竹家具设计应遵循以下原则：1. 环保优先：在设计过程中，应优先考虑环境保护，减少对自然资源的破坏。
2. 功能性：家具设计应满足使用者的实际需求，具有实用性和功能性。
3. 创新性：通过创新设计，将竹子的优势发挥到极致，提高家具的美观性和舒适性。
4. 可拆装性：采用模块化设计，方便家具的拆卸和重组，降低运输成本。
5. 耐久性：提高家具的耐用性，延长使用寿命，减少更换频率。
四、竹家具设计的创新实践在遵循上述原则的基础上，本文提出以下竹家具设计的创新实践：1. 结构设计：采用轻量化设计，合理分布承重结构，提高家具的稳定性和承重能力。
2. 表面处理：采用环保无毒的表面处理技术，如水性涂料、木蜡油等，提高家具的防潮、防腐性能。
3. 外观设计：结合现代设计理念，将竹子的自然美感与现代家居风格相结合，创造独特的设计风格。
4. 智能化设计：将智能化元素融入家具设计中，如智能储物、智能调节等功能，提高家具的便利性和舒适性。
5. 模块化设计：采用模块化设计理念，使家具易于拆装、组合和搬运，方便用户根据实际需求进行定制。
五、结论基于可持续设计理念的竹家具设计，不仅符合环保、低碳、可持续发展的要求，还能有效提高家具的实用性和美观性。
竹子生物化学特性及其生物学应用研究
竹子生物化学特性及其生物学应用研究随着环保理念逐渐深入人心，越来越多的人开始关注可持续性产业，而竹子作为一种可替代传统木材的资源，正日益受到人们的关注。
竹子有着极为优良的物理与化学特性，其生物化学特性更是广受研究者的关注。
本文将从竹子的生物化学特性和其生物学应用研究两个方面进行探讨。
一、竹子的生物化学特性1.木质素含量高竹子是一种高纤维、低蛋白的植物，其中含有大量的木质素。
木质素是竹子细胞壁的主要成分，具有重要的结构功能。
同时，木质素也是一种优秀的生物质材料，可用于制造纸张、燃料等方面。
2.纤维素含量高竹子的纤维素含量同样非常高，达到了70%以上，这也是竹子成为可替代木材的重要原因之一。
竹子中的纤维素结构呈现出黄金分割比例，使其气孔闭合能力十分突出，有着优秀的保温性能，可以广泛应用于建筑和家具领域。
3.蛋白含量低竹子中的蛋白含量相对较低，通常在5%以下。
这也是竹子被视为高纤维、低蛋白植物的主要原因之一。
虽然蛋白含量不高，但竹子中的蛋白质质量却非常好，在竹子的叶、茎、芽等部位中都含有各种营养物质，对人体健康极为有益。
二、竹子的生物学应用研究1.竹子在生物能源中的应用竹子作为一种可再生资源，具有较高的生物质量，可被用作发电生产、热能生产、生物燃料生产等领域。
竹子发电可有效解决农村地区电源短缺的问题，同时也能为城市的环保发展做出贡献。
2.竹子在食品领域的应用竹子中含有大量的植物蛋白和膳食纤维，可以作为一种优质的食品原材料。
竹笋是竹子中营养价值较高的食品，其中含有多种人体必需的微量元素，有益于保健和养生。
3.竹子在医学领域的应用竹子中的多种有效成分具有很高的生物活性，可以用于医学治疗和预防疾病。
竹子提取物可以制成药膏、精油等形式，有效调节人体生理功能，缓解疲劳，增强免疫力。
综上所述，竹子是一种生物化学特性非常优异的植物资源，其应用研究领域极为广泛。
未来，竹子的生产和应用将转变为可持续性产业的重要组成部分，不断推动人类环保发展和经济发展。
竹子的用途有哪些
竹子的用途有哪些竹子是一种生长迅速、结构坚固且具有多种用途的植物。
它在人类历史中有着漫长的使用记录，被视为一种非常重要的自然资源。
竹子的用途可以分为以下几个方面：1.建筑材料：竹子以其独特的韧性和强度，被广泛用作建筑材料。
在许多地方，竹子被用来建造房屋、桥梁、摩天大楼和其他各种类型的建筑物。
其轻巧的特性使得竹子成为一种理想的建筑材料，尤其适用于地震频发的地区，因为它可以承受较大的振动和冲击。
竹子还可以用来制造屏风、隔板、天花板等室内装饰材料。
2.家具和家居用品：竹子被广泛运用于家具制造。
它既具有自然的美感，又具有环保、耐用和易于清洁的特点。
竹子制作的家具通常包括椅子、床、桌子、衣柜、柜子等。
此外，竹子还可用来制作各种家居用品，如篮子、垃圾桶、烧烤架、花盆、窗帘等。
3.食品加工：竹子的嫩芽、茎秆、干燥叶片等可用于食品加工。
嫩竹芽是一道美味的营养食品，在许多亚洲国家非常受欢迎。
竹子的茎秆可用来制作竹筷子、竹蓝、竹刀等。
而竹叶可以用来做包饭的竹叶饭或是用来蒸煮食物。
4.纺织和手工艺品：竹子纤维细长柔软，可以用来纺织各种纺织品，如毛巾、丝巾、帽子、围巾等。
此外，竹子也是制作手工艺品的常用材料，如竹篮、竹笛、竹编、竹纸等。
5.农业和园艺：竹子在农业和园艺中有着广泛的应用。
竹子根系结构复杂，能够抵御水土流失，保护环境；竹子的茎秆含有丰富的硅酸盐和矿物质，可以作为优质的堆肥。
此外，竹子还可以用来建造温室、搭建蔬菜架、围栏和支架，提供植物所需的支撑。
6.器物和交通工具：竹子可以用来制作各种器物，如笛子、竹排、竹船等。
竹排和竹船在许多地方被用作传统的交通工具，尤其在河流和湖泊地区，它们被广泛用于渔业、交通和娱乐。
7.能源利用：竹子含有较高的纤维素和脂肪含量，可以通过干燥、炭化等方法将其转化为生物质燃料。
竹炭广泛用于烧烤、取暖等领域，具有较高的热值和吸附性能。
总之，竹子是一种多功能的植物，其用途广泛。
竹子的特点是生长迅速、可再生且环保，这使得竹子成为人们在建筑、家具、食品加工、纺织、农业、手工艺品等许多领域中的首选材料。
用竹子来发电
用竹子来发电作者：唯实来源：《发明与创新·大科技》 2009年第11期竹子对于我们来说，一点也不陌生。
但是，竹子能够发电，对于一般人来说，则恐怕是闻所未闻。
随着科技的发展，以及人们对于寻找各种可再生能源研究活动的加强，近几年才出现了这一崭新课题。
下面就对竹子发电原理、毛竹发电的优越性、可行性等问题进行讨论。
竹子发电原理竹子主要由纤维素、半纤维素、木质素以及聚戊糖和灰分等组成。
成分基本上是碳氢化合物C6H1005。
在高温燃烧中毛竹的碳氢化合物通过氧化、还原作用，产生出CO、H2和CH4混合的可燃气体。
简单地说，竹子发电的原理就是将干燥的竹材原料放入竹子气化炉中燃烧，产生煤气，接着用水过滤气体、净化成纯净气体，再把纯净煤气送入燃气发电机中燃烧，以其所产生的能量推动发电机发电。
必须指出的是，竹子种类很多，全球共有75属1250种，据2007年有关数据统计，我国有40属400余种。
但是，最主要的有：毛竹、慈竹、绿竹和黄竹。
从这几种竹子的化学成分比较来看，毛竹的纤维素包括半纤维素和聚戊糖含量最高，而灰分则最低，木质素居中。
因此，竹内植物中，毛竹最适宜于发电。
所以下面的讨论主要是针对毛竹而言。
毛竹发电的优越性毛竹发电相对于其他生物质发电来说，具有不少的优点。
首先是毛竹热解的碳转换率高。
根据我国东南大学和浙江大学近年的研究表明，毛竹气化气产率与过量空气系数呈线性正相关，几乎与反应温度无关；当过量空气系数达到0.6以上、反应温度达到500℃以上时，碳转化率可达到85%以上。
而浙大另一组学者对于废弃木料的类似测定数据表明只有73%。
这说明毛竹的热解碳转换率比木材要高。
有关研究数据表明，稻壳的对应数据为80%左右，也比毛竹的为低。
毛竹所含的灰分低，只有12%，稻壳的则达20%左右。
此外，中国科学院植物研究所实验测定表明，18种农作物秸秆的平均灰分含量为9.33%(3.7%～19.9%)，其中甘薯、竹笋、地瓜、水稻、花生、苜蓿、小米的灰分含量均在10%以上。
竹(碳)基新材料
竹(碳)基新材料全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：竹(碳)基新材料具有许多优点，其中最为突出的就是其环保性。
传统的材料如钢铁、铝等都是通过高温加工等过程制备而成，而这些过程会产生大量的废气和废水，对环境造成极大的污染。
而竹(碳)基新材料的制备过程中，使用的是天然资源和废弃材料，不会对环境产生污染。
竹(碳)基新材料还具有重量轻、强度高、导热性好等特点，适用于各种领域的应用。
在建筑领域，竹(碳)基新材料可以替代传统的建筑材料，如水泥、钢筋等。
其轻质、高强度的特点使其在建筑结构中有着广泛的应用前景，而且还可以提高建筑的抗震性能。
在电子领域，竹(碳)基新材料具有优良的导电性和导热性，可用于制造电子元件和散热器等设备。
在汽车制造领域，竹(碳)基新材料的轻质特性可以降低汽车的整体重量，提高汽车的燃油效率。
竹(碳)基新材料还可以用于生物医药领域。
其具有良好的生物相容性和生物降解性，能够减少对人体的伤害，降低医疗废物的产生。
竹(碳)基新材料还具有较好的抗菌性能，可用于制备医用口罩、医用包扎材料等。
虽然竹(碳)基新材料具有诸多优点，但也面临着一些挑战。
首先是制备工艺的不成熟，目前竹(碳)基新材料的制备方法相对较为繁琐和昂贵，限制了其在工业生产中的应用。
其次是品质稳定性问题，由于竹(碳)基新材料的生产受原材料质量和加工技术等因素影响，导致产品质量难以保证。
最后是市场认知不足，许多人对于竹(碳)基新材料仍不了解，导致其在市场上的推广受到阻碍。
为了克服这些挑战，需要加强竹(碳)基新材料的研究与开发工作，探索更加高效、环保的制备方法，提高产品的品质稳定性。
还需要加强对竹(碳)基新材料的宣传和推广，提高市场认知度，拓展应用领域，推动竹(碳)基新材料的产业化进程。
第二篇示例：竹(碳)基新材料是近年来备受瞩目的一种新型材料，它是以竹子为原料，经过高温炭化或其他加工方法制成的一种具有优异性能的新型材料。
竹(碳)基新材料具有轻质、高强、耐高温、耐腐蚀等优点，在各个领域都有着广泛的应用前景。
竹(碳)基新材料
竹(碳)基新材料全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：竹(碳)基新材料是近年来备受关注的一种新型材料，它将竹子作为原料，经过一系列的化学处理和高温炭化，最终得到一种具有优异性能的新材料。
竹(碳)基新材料具有轻质、高强度、耐腐蚀、可再生等特点，被广泛应用于航空航天、汽车、建筑、医疗器械等领域。
竹，是一种常见的植物资源，其具有生长快、可再生、环保等特点。
而竹(碳)基新材料的制备过程中，利用了竹子中的纤维素等成分，通过特定的工艺手段将竹子原有的结构优势转化为新材料的性能优势。
在竹(碳)基新材料的制备过程中，主要经历了原料处理、碳化、活化等关键步骤。
首先是原料处理阶段，竹子被采摘下来后需要进行初步的加工处理，包括去皮、筛选、切碎等过程，以便后续的处理。
经过原料处理后的竹子被送入高温炉中进行碳化处理，碳化过程是竹(碳)基新材料制备中最关键的一步，通过高温炭化使竹子中的有机物质转化为碳质，从而使竹纤维具有更好的性能。
在碳化得到的竹(碳)基新材料中，碳化度高的碳颗粒具有高强度、高硬度、高导热性等优异性能，但与此同时也存在一定的孔隙度。
为了增加材料的表面积和改善孔隙结构，下一步就是进行活化处理。
活化处理是对碳化后的竹(碳)基新材料进行加热处理，利用活化剂使碳材料的表面发生化学反应，形成更多的孔洞结构，增加其比表面积和活性。
竹(碳)基新材料具有很多优异的性能，首先是轻质。
由于竹子本身是一种轻质材料，所以制备出来的竹(碳)基新材料也具有轻质的特点，这一特点使其在航空航天领域有着广泛的应用。
其次是高强度，碳化后的竹(碳)基新材料具有较高的抗拉强度和抗压强度，这使其在汽车、建筑等领域有着广泛的应用前景。
竹(碳)基新材料还具有良好的耐腐蚀性能和耐高温性能，使其在化工、医疗器械等领域有着巨大的发展潜力。
竹(碳)基新材料是一种具有广阔应用前景的新型材料，它充分利用了竹子这种天然资源的优势，结合了碳化和活化等先进技术手段，制备出具有优异性能的新材料。
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[17]
。但是脱除木质素
的同时，半纤维素也被分解，而且是以大分子的形
式而不是以单糖的形式进入溶液，不能被微生物利
用，因而这部分的半纤维素被浪费了。碱处理的另
一缺点在于氢氧化钠成本较高且不易回收，产生的
废液会造成环境污染
[19]
。
另外，很多学者开始关注过氧化氢预处理各种
木质纤维原料的研究，并证明过氧化氢预处理可以
Larsson等[55]研究了乙酸、甲酸和乙酰丙酸对酿酒酵母乙醇发酵的影响，研究结果表明低浓度的弱酸（<100 mmol/L）可以增加乙醇得率，而在高于这一浓度时，乙醇得率则会降低。目前有关竹材预处理发酵抑制物的研究较少。SO2蒸气爆破预处
理巨竹时抑制物的生成量为糠醛0.3%，5-羟甲基糠醛0.1%和乙酸1.3%。抑制物的量不大，对酵母的乙醇发酵影响不大[16]。
适当时间（30 s～200 min），在蒸煮的过程中发生水
解反应，然后立即降至常压，原料的内含水闪蒸时
产生巨大的爆破力、摩擦力与碰撞力，使纤维原料
爆破成碎渣，孔隙增大，连同水蒸气一起从反应釜
中急速放出。结果使得纤维素结晶度降低，半纤维素
分解为溶于水的低聚物，物料中的纤维素含量相对
有所增加。部分木质素小分子化，可以通过水洗而
和酸预处理后酶水解糖化（见表3）。酸直接水解法
有以竹加工剩余物竹簧为原料，两步法硫酸水解竹
加工剩余物，第一步50 ℃，第二步100 ℃，20%
硫酸浓度，水解时间1 h，还原糖得率80.14%
[25]
。
竹簧是竹材在机械加工过程中的主要废弃物，竹簧
大多为细小的单体，其中糖类的提取比整竹材要容
易很多，在硫酸质量分数3.5%、反应温度100 ℃
促进后续的水解过程，酶水解速率是未处理时的
50倍以上。此外，在室温离子液体中，糖类可以进
行一系列的化学和酶反应。
2.5预处理发酵抑制物的产生
木质纤维原料水解液中常含有纤维素和半纤
维素的降解产物和一些中和形成的盐类，如糠醛、
5-羟甲基糠醛（HMF）、甲酸、乙酸、钠盐和硫酸
盐等。如图1所示为抑制物的生成过程[52]。其中乙
秆可以采用低压无污染蒸汽爆破技术，无需添加任
何化学药品，只需控制秸秆的含水率即可分离出
80%以上的半纤维素，且使秸秆纤维素的酶解率达
到90%以上
[6]
。而竹材的蒸汽爆破处理的压力和温
度远比秸秆的要高。
竹材制取生物乙醇的预处理
竹材生产乙醇的基本工艺同其它木质纤维素
生产乙醇一样，分为预处理、水解、发酵和纯化等
易燃烧，无特殊气味；热稳定性好，可回收利用；
酸碱性可调；通过调节其阳离子和阴离子成分，可
改变其密度、黏度、极性及折射率等物理性质。最
近，室温离子液体被用于溶解一些天然聚合物，如
纤维素、淀粉及木质素等。利用这一方法对生物质
原料进行预处理，可以避免高温和化学预处理过程
中产生的发酵抑制物；同时，由于离子液体的成
酸、糠醛等对酵母发酵具有较大的抑制作用。乙酸、
甲酸等可以通过抑制酵母的呼吸来减弱酵母的发酵
能力[53]。呋喃醛类化合物对酿酒酵母的影响主要是
抑制酵母生长，使延滞期增长，降低乙醇得率和产
量，其抑制作用程度取决于其浓度以及菌株的遗传
背景等[54]。因此有效的预处理方法应该尽可能减少
这些酵母抑制物的产生。
醇首先要解决的重要问题。一般预处理方法应满
足以下要求：①有利于提高生物酶水解过程的糖
化率；②避免碳水化合物的降解或损失；③避免
生成对后续酶水解或发酵有害的副产物；④经济
环保可行。
预处理方法归纳起来包括物理法、化学法和生
物法。主要方法见表2。
2.1物理方法预处理
机械粉碎是木质纤维原料预处理的常用方法，
分可以调节，针对不同的生物质，可以有针对性
的配置不同的离子液体，以达到最佳预处理效果；
利用离子液体的不易挥发性，可以用水或乙醇等
溶剂回收离子液体，同时这些溶剂也可回收再利
用[39-43]。Dadi等[44]对用氯化1-丁基-3-甲基咪唑
（[C4mim]Cl）离子液体处理过的纤维素进行了糖
化反应的研究，结果表明，离子液体预处理可以
下反应2.5 h，戊糖得率72.61%，总还原糖收率
48.8%
[26]
。
稀酸预处理通常采用0.3%～1.2%的H2 SO
4，在
110～220 ℃下处理一定时间，其中半纤维素被水解
成单糖，主要以木糖的形式进入溶液中，残余物
形成多孔或溶涨型结构，从而促进了酶水解，但
木质素依然保留在固体残渣中，所以经处理后，
的利用[27-30]。
2.3生物方法预处理
近年来，关于选择分解木质素的微生物或酶进
行纤维素预处理的研究比较多。这些研究首先来源
于对木材腐败菌的认识。木材腐败菌按木材被腐朽
菌分解后的颜色和形态分为：白腐和褐腐。木材
遭受白腐菌侵染，主要分解利用木质细胞壁中的
木质素，仅留下纤维素，朽材比健康材色浅，呈
灰白色或浅黄白色或浅红褐色，露出纤维状结构，
除去
[13-14]
。如在243 ℃、35 atm下（1 atm=10
5
Pa），
反应时间5 min蒸气爆破毛竹，可使葡萄糖收率达
到42.6%，总还原糖达到48.8%
[15]
。用二氧化硫进
行蒸气爆破预处理有酸催化的特点，二氧化硫的加
入能催化水解半纤维素。以3%的二氧化硫在200
℃下处理巨竹6 min，可以有效的水解半纤维素且
通常采用酸、碱、次氯酸钠、臭氧等试剂进行
木质纤维原料的预处理，其中以氢氧化钠和稀酸预
处理研究得较多
[17-18]
。
碱预处理操作简便，设备要求较低，用碱处理
木质纤维素材料可显著提高酶解效率。常用氢氧化
钠和石灰，氢氧化钠可以使分子间键皂化，脱去木
质素，促进纤维素的化学膨胀。用1% NaOH 120 ℃
处理1 h，能脱去80%以上木质素，因而有较强的
剩余物料中半纤维素含量显著减少，而纤维素和
木质素的相对含量有所增加。木质素的增加对后续
步骤会有一定的不良影响。稀酸处理还可使纤维素
的平均聚合度下降，反应能力增大，有利于酶解的
进行。此外，稀酸处理后所得的处理液中含有大量
的木糖，可用来进行微生物发酵转化为其它产品，
因而这部分被降解的半纤维素也可以得到经济合理
部分。由于在纤维物料酶水解过程中，木质素能
阻止酶分子对纤维素的进攻，从而降低了反应速
率，而适当浓度的氨可脱去大部分木质素但保留
大部分半纤维素，这样既可消除酶解的主要障
碍，又能使纤维素和半纤维素得到充分利用
[24]
。
目前未见以氨来预处理竹材提高酶解效率的相关
报道。
在酸预处理竹材研究中，分为酸直接水解糖化
竹子作为能源材料应用
竹子具有可再生性强、生长周期短且富含纤维素、半纤维素，是生产乙醇的重要潜在原料之一。目前有关木质纤维素乙醇的研究主要围绕原料预处理、酶解、发酵三大关键步骤进行，其中原料预处理的能耗和效率问题是该工艺的重要制约因素。本文在综述国内外木质纤维素乙醇原料预处理的基础上，着重分析了竹材的化学组成和结构以及各种竹材预处理的优缺点。包括机械粉碎法能耗大，蒸汽爆破法对设备的要求高，化学方法易造成环境污染，生物方法生产周期长、效率低，离子液体优点明显但需要更深入的研究。提出采用不同预处理工艺联合使用，以期达到优势互补的目的。
不同的白腐菌对木材主要成分的降解顺序和降解速
率不同，白腐菌对木质素的降解，依赖一些酶的产
生和分泌。这些酶共同构成白腐菌木质素降解酶系
统或木质素修饰酶系统。这一酶系统的主要组分，
或束缚在细胞壁上，或分泌在胞外；它们各有分工，
又协同作用，为白腐菌独特的生物降解能力提供基
础
[35]
。其主要组分有木质素过氧化物酶（Lip）、锰
过氧化物酶（MnP）、过氧化氢酶、以及其它如漆酶
（Lac）等。利用这类真菌可以降解纤维原料中的木
质素，从而提高纤维素的酶解效率。目前研究较多
的是白腐菌中的彩绒革盖菌（Coriolus versicolor），
以此来预处理毛竹，20～30天预处理后可使还原糖
的收率提高至12.9%～13.5%
[36-37]
。另外，利用分离
的酶进行预处理比直接利用微生物更加困难，因
为无细胞的木质素降解酶可能是酶和辅酶的复杂
混合物[38]。
生物预处理方法条件温和，能耗低，无污染，
但通常处理的时间周期较长，而且许多白腐真菌在
分解木质素的同时也消耗部分纤维素。生物技术的
最新进展是对真菌基因展开研究改变其基因型使其
为人类服务，其中对白腐菌进行遗传改良，将有助
显著提高纤维素酶解效率
[20-22]
。在90 ℃下，用1%
的过氧化氢和1%的氢氧化钠处理毛竹1 h，葡萄糖
收率达到39.9%，总还原糖达到56.8%
[23]
。
与氢氧化钠相比，氨的成本相对较低，若采
用适宜的方法可以实现氨的循环使用。处理后50%～
55%的木质素被脱除，同时半纤维素也去除了一
副产物的量很少，预处理后进行酶水解可使75%的
葡聚糖转变为葡萄糖
[16]
。
和机械粉碎法相比，蒸气爆破能耗低。该方法
的不足之处是设备的要求高，工业化生产中耐高压
容器的制造还是有一定困难的。另外，在高温条件
下由于部分木糖的变性会产生糠醛等有害物质，对
接下来的酶水解和发酵过程有抑制作用。
2.2化学方法预处理
功能化酸性离子液体可根据反应的需要改变
阴、阳离子，使其具有酸性可调性，并且酸性位密