农作物秸杆制备羧甲基纤维素工艺的研究
羧甲基纤维素的合成及材料力学性能的测试实验
化学化工学院材料化学专业实验报告实验实验名称：羧甲基纤维素的合成年级:2011级材料化学日期：2013-11-07 姓名：张静学号：222011316210023 同组人：廖丹一、预习部分1、羧甲基纤维素又称羧甲基纤维素钠，是纤维素的羧甲基团取代产物。
2、物理性质羧甲基纤维素钠（CMC）属阴离子型纤维素醚类，外观为白色或微黄色絮状纤维粉末或白色粉末，无臭无味，无毒；易溶于冷水或热水，形成具有一定粘度的透明溶液。
溶液为中性或微碱性，不溶于乙醇、乙醚、异丙醇、丙酮等有机溶剂，可溶于含水60%的乙醇或丙酮溶液。
有吸湿性，对光热稳定，粘度随温度升高而降低，溶液在PH 值2～10稳定，PH低于2，有固体析出，PH值高于10粘度降低。
变色温度227℃，炭化温度252℃，2%水溶液表面张力71mn/n。
3、化学性质由羧甲基取代基的纤维素衍生物，用氢氧化钠处理纤维素形成碱纤维素，再与一氯醋酸反应制得。
构成纤维素的葡萄糖单位有3个可被置换的羟基，因此可获得不同置换度的产品。
平均每1g干重导入1mmol羧甲基者，在水及稀酸中不溶解，但能膨润，用于离子交换层析。
羧甲基pKa在纯水中约为4，在0.5mol/L NaCl中约为3.5，是弱酸性阳离子交换剂，通常于pH4以上用于中性和碱性蛋白质的分离。
40%以上羟基为羧甲基置换者可溶于水形成稳定的高黏度胶体溶液。
适合于饮料方面加工4、主要用途羧甲基纤维素（CMC)为无毒无味的白色絮状粉末，性能稳定，易溶于水，其水溶液为中性或碱性透明粘稠液体，可溶于其它水溶性胶及树脂，不溶于乙醇等有机溶剂。
CMC可作为粘合剂、增稠剂、悬浮剂、乳化剂、分散剂、稳定剂、上浆剂等。
羧甲基纤维素钠（CMC）是纤维素醚类中产量最大的、用途最广、使用最为方便的产品，俗称为"工业味精"。
（1）用于石油、天然气的钻探、掘井等工程①含CMC的泥浆能使井壁形成薄而坚，渗透性低的滤饼，使失水量降低。
羧甲基纤维素在土壤改良中的应用研究进展
羧甲基纤维素在土壤改良中的应用研究进展
李奇修;李铭怡;董文豪
【期刊名称】《中国资源综合利用》
【年(卷),期】2024(42)4
【摘要】羧甲基纤维素(Carboxymethyl Cellulose,CMC)是一种具有良好水溶性的高分子聚合物,近年来在土壤改良领域的应用潜力受到关注。
研究表明,CMC能够增加土壤的孔隙度和水分保持能力,改善土壤结构,促进植物根系发育,增强土壤的养分固持能力。
未来的研究需要深入探索CMC的作用机制,评估其长期应用对土壤和植物的影响,分析实际农业生产中应用的经济可行性和环境效益,促进其在可持续农业生产和土壤管理中的广泛应用。
【总页数】3页(P102-104)
【作者】李奇修;李铭怡;董文豪
【作者单位】三峡库区地质灾害教育部重点实验室(三峡大学)
【正文语种】中文
【中图分类】S156.2
【相关文献】
1.羧甲基纤维素在造纸工业中的应用研究进展
2.生物炭在酸性土壤改良中的应用研究进展
3.腐殖酸在土壤改良中的应用研究进展
4.天然多孔矿物材料在土壤改良和土壤环境修复中的应用及研究进展
5.磷石膏无害化改性及其在农田土壤改良中的应用研究进展
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秸秆还田土壤中高效纤维素分解菌的筛选及其特性
Ｂ １菌株的 Ｆ Ａ酶活力达高峰 ， ３ ． 培养 ８ｈ时 Ｂ 、 ３菌株 的 Ｆ Ａ酶活力最 大 ， Ｐ 为 ４ １Ｕ； ２Ｂ Ｐ 分别为 ３ ． 、６ ． 。 ９ ２ １３ ６Ｕ
关键词 ： 秸秆还 田； 纤维素分解茵 ； ＭＣ酶 ；Ｆ Ａ酶 ； Ｃ Ｐ 酶活力 中图分类号 ： １４ ３ ； ９９ ９ Ｓ５ ．９ Ｑ ３ ．６ 文献标志码 ： Ａ 文章编号 ：０ ２—１０ （０ ２ ０ ０ ０ ０ １０ ３２ ２ １ ）５— ３２— ４
Ｂ ） 并进一步研究 了其显微特性和酶活性。结果表 明， １ Ｂ ３， Ｂ 、 ２为芽孢杆菌 ， ３为无芽孢杆 菌。培养 １ Ｂ ２ｈ时 Ｂ １和 Ｂ ３ 菌株的 Ｃ ＭＣ酶活力接 近峰值 ， 分别为 ３ ． 、４ ４Ｕ； １２ ２ ． 培养 １ ８ｈ时 Ｂ ２菌株的 Ｃ Ｃ酶活力最高 ， ３ ． Ｍ 为 ６ ３Ｕ。培养 １ ２ｈ时
农作物秸秆是 自然界最丰富的可再生资源之一。我 国是 农业大 国， 年产各种农作物秸秆 约 ７亿 ｔ占世界秸秆 总产量 ， 的 ２ ％ 一３ ％ 。据报道 ， ０ ０ 目前秸秆 除小部 分用 于纺织 、 造 纸、 饲料和燃料外 ， 大部分作为废弃物被丢弃或焚烧 ， 不仅浪 费了宝贵资源 ， 也引起严 重 的环境 问题 。农 作物秸 秆 的 资源化利用 受到 了广 泛关注 ， 有关研 究涉及秸 秆还 田、 饲料 化、 工业造纸 及生产 淀粉 、 乙醇 等方 面 。提高秸 秆 中纤维 素的分解效率是秸 秆再利用 的关键问题 。纤维素酶是能分解 纤维 素并生成葡萄糖的一类酶 。１０ ９ ６年 Ｓｉｉ ｅ ｅｌ ｒ 在蜗 牛的消 ｌｅ 化液 中发现 了可 以分 解天然 纤维 素的纤维 素酶 。 目前纤 维素 的生物降解主要是 由可 以产纤维 素酶 的细菌和真菌来完 成， 因而分离筛选高效特异 的纤维 素分解菌株成 为该领域 的 研究热点 。朱军莉等从 笋干 中分离出 １ 株分解纤维素的枯 草 芽孢 杆菌 Ｂ Ｘ 并对该 菌株 的 Ｃ Ｃ酶产酶条件进行 了优化 ， Ｓ ５， Ｍ 该菌株在食 品工业及作为新型动物饲料添加剂等方面具有应
羧甲基纤维素制备方法及其生产工艺研究进展
羧甲基纤维素制备方法及其生产工艺研究进展羧甲基纤维素制备方法及其生产工艺研究进展，介绍了羧甲基纤维素（CMC)的关键技术指标，并从羧甲基化反应机理出发，在回顾传统制备方法的基础上，综述了近年来国内外关于纤维素羧甲基化反应和工艺的研究进展，重点评述了对体系反应介质的种类和组成、溶液法、新原料、溶媒法工艺的改进、羧甲基化工艺与其他产品生产工艺的耦合等问题，并对其发展前景进行了展望。
天然纤维素是自然界中分布最广、含量最多的多糖，来源十分丰富。
当前纤维素的改性技术主要集中在醚化和酯化两方面。
羧甲基化反应是醚化技术的一种。
纤维素经羧甲基化后得到羧甲基纤维素（CMC),其水溶液具有增稠、成膜、黏接、水分保持、胶体保护、乳化及悬浮等作用，广泛应用于石油、食品、医药、纺织和造纸等行业，是最重要的纤维素醚类之_[1-2。
近年来，随着国民经济的迅速发展，我国CMC需求量以年均9°%的速度递增，而且由于CMC宝贵的胶体化学性质，使其应用领域还在不断拓展[3-4。
目前，我国生产的CMC 产品无论在产量上还是在品种和质量上均不能满足国内市场的需求，因此积极开发CMC制备技术具有重要意义。
本文首先介绍了 CMC的关键技术指标，并从羧甲基化反应机理出发，综述了近年来国内外关于纤维素羧甲基化工艺的研究进展，讨论了当前 CMC制备技术的热点问题，并对其发展前景进行了展望。
1 CMC产品的技术指标CMC的技术指标主要有聚合度、取代度、纯度、含水量及其水溶液的黏度、pH等。
其中聚合度和取代度是最关键的指标，决定了 CMC的性质和用途。
一般而言，提高CMC的聚合度和取代的高低；产品水溶液的pH—般要求为中性或弱碱度，它的水溶性、降滤失性能、黏度及抗盐性能性。
表1列举了一些行业标准中CMC的主要技术也有所提高。
CMC水溶液的黏度反映了聚合度指标[5-10。
表1各行业标准中CMC的主要技术指标Table 1 Important parameters of carboxymethylcellulose (CMC) in some technical specificationsIn drilling fluidsItemIn food additives In toothpaste In detergentLow-viscosity CMCHigh-viscosity CMCAppearanceFibrous powder, white orfaint yellowFree-flowing or granulated powder,white or faint yelloww (Water)/%<10<7<10<10<10Purity(w)/%——>55>80.0> 95.0Degree of substitution0.20-1.500.20 - 1.500.5 -0.7>0.80>0.80pH of aqueous solution6.0 - 8.56.5 - 8.58.0 - 9.07.0 - 9.06.5 - 8.0不同行业对CMC的指标要求不尽相同。
羧甲基纤维素的制备
1、羧甲基纤维素的制备（化学纯）废棉布1、将30% ~ 40%的NaOH 加入碱醚化釜中, 加入10 mL 无水乙醇及少量尿素, 搅匀, 加入5 g 碎棉绒, 在恒温水浴锅中加热至30~ 35 , 反应1~ 2 h 后, 滴加一定量的氯乙酸乙醇溶液, 于40~ 45 恒温反应0.5h, 后升温到70 恒温反应1~ 2 h。
将制备出的物质取样检查, 应全部溶于水并呈透明状。
2、洗涤、干燥取出羧甲基纤维素粗品, 用盐酸将其中和至pH= 7, 用80%的乙醇溶液按照浴比1 ： 4 在40~ 45 的恒温水浴中不间断搅拌洗涤10 min, 共洗3 次, 并将洗涤用过的乙醇回收。
将洗好的产物离心脱醇后放入烘箱内, 在105 下烘燥2 h。
烘干后的羧甲基纤维素为纤维状小颗粒, 无臭、无味。
3、羧甲基纤维素的鉴定按照国家药品标准WS- 10001- ( HD- 0486) - 2002, 将羧甲基纤维素制备成乳胶体溶液。
取30 mL溶液滴加3 mL 盐酸后产生白色沉淀; 取一定体积溶液加入等量氯化钡溶液后产生白色沉淀, 证明所制备的产物为羧甲基纤维素。
4、制备高粘度羧甲基纤维素的优化条件为: 无水乙醇作为溶剂; 浴比为1 ：3; 氢氧化钠质量分数为30%; 氯乙酸乙醇质量分数为30% ; 碱化温度为35~ 40 , 碱化时间为2h; 醚化初期温度为40~ 45 , 后期温度为70 , 醚化时间为2 h。
得到羧甲基纤维素的的粘度值为9326mPa ! s。
2、羧甲基纤维素的制备（废纸）化学纯；原料的精制：将清杂的废纸粉碎后, 按1：3( 质量比) 的比例加入3% NaOH 水溶液打浆, 在80~ 90 时蒸煮2~ 3 h, 洗涤过滤后, 加入过氧化氢溶液进行漂白, 过滤即得到反应原料。
羧甲基纤维素的制备：在带有搅拌装置的三口瓶中, 加入10. 0 g 精制的原料, 加入120 mL 的85% 乙醇水溶液, 混合均匀后加入9. 0 g 氢氧化钠,在35 下恒温搅拌反应90 min, 制得碱性纤维素。
羧甲基纤维素的生产工艺及应用研究进展
陕西国防职教研究Shaanxi Guofang Vocational Education Research第30卷第2期2 0 2 0年6月Vol. 3 0No. 2June .2 0 2 0竣甲基纤维素的生产工艺及应用研究进展张桂锋9朱程(陕西国防工业职业技术学院，陕西西安710300)摘 要：本文综述了竣甲基纤维素的多相法生产工艺，并介绍了均相法的技术进展;较详细的阐述了竣甲基纤维素在石油钻探、造纸、食品领域的应用现状。
关键词：竣甲基纤维素；工艺；应用中图分类号：Q35文献标识码:A 文章编号:SY033一(2020)02 — 0041一030引言竣甲基纤维素(Carboxymethyl Cellulose,CMC)，是 由天然纤维素经过化学改性得到的一种水溶性纤维素。
是一种无臭、无味、无毒的水溶性纤维素衍生物,一般使用的是其钠盐,故其全名应叫竣甲基纤维素钠, 即CMC —Na 0它的化学式为[CH7O2 (OH )OCH2COONf n 侶结构如图1所示% CMC 拥有许多特殊的性质，如增稠、黏结、成膜、保水、乳化等特性，且本身无毒、无味、难发酵、热稳定性好，从而被广泛应用于纺 织、食品、造纸、印染、医药、石油、日用化工中等工业中,有“工业味精”之称。
1 CMC 的制备原理及生产工艺1.1 CMC 制备原理CMC 的主要化学反应分两步，第一步是纤维素和碱生成碱纤维素的碱化反应,第二步是碱纤维素 和一氯乙酸的？化反应。
1)碱化:C H 7 O2 (OH )a]n +(N el OH#:C 6 H 7 O2 (OH )2ONa ]n +11H2O2)?化:C 6 H 7 O 2 (OH ) 2 ONa ]n + nClCH 2 COONa # ：C 6 H 7 O 2 (OH ) 2 OCH 2 COONa l + nNaCl 1. 2 CMC 生产工艺按照纤维素反应介质与纤维素相互溶解的情 况不同将竣甲基纤维素的生产工艺分为多相法和 均相法％多相法是指纤维素不溶于介质体系，竣 甲基化反应是在纤维素为固相、介质为液相的状 态下进行的工艺；均相法是指将纤维素溶于可溶解纤维素的溶剂，使其以溶液状态进行=甲基化 反应的工艺％在多相法中按照反应介质的不同,CMC 制备工艺又分为水媒法和溶媒法两类％水媒法是以水为介 质(工艺流程见图2)而溶媒法则是其介质中含有有机溶剂的一种工艺(工艺流程见图3)图2 CMC 水媒法工艺流程收稿日期:2020 — 05 — 08基金项目:陕西国防工业职业技术学院2018年科研计划项目:聚阴离子纤维素(PAC)的合成及性能研究(项目编号:Gfyl8-05)。
秸秆降解菌的筛选及其纤维素降解性能的研究
秸秆降解菌的筛选及其纤维素降解性能的研究于慧娟;郭夏丽【摘要】通过秸秆粉平板、刚果红染色法以及小麦秸秆降解率来筛选高效秸秆降解菌,并测定菌株的胞外纤维素酶活来研究其秸秆纤维素的降解能力.结果表明,在所筛选的4株真菌中,菌株z-5的秸秆降解率最高,为47％;其次是菌株4-1、3-1和2-2,分别为45％、32％和31％,滤纸腐解实验结果与秸秆降解试验结果相似.4株秸秆降解菌均具有外切葡聚糖酶、内切葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶等3种纤维素酶,但变化趋势不同.菌株z-5和菌株4-1的三种酶活呈现出较好的协同性,菌株2-2和菌株3-1协同性较弱.通过秸秆粉平板,秸秆降解率测定以及滤纸孔洞法可以更准确快速地得到目的菌株;纤维素酶在秸秆降解中起着主导作用.【期刊名称】《生物技术通报》【年(卷),期】2019(035)002【总页数】6页(P58-63)【关键词】秸秆降解菌;菌株筛选;纤维素酶;滤纸降解【作者】于慧娟;郭夏丽【作者单位】郑州大学化工与能源学院,郑州 450000;郑州大学化工与能源学院,郑州 450000【正文语种】中文据报道我国的秸秆年产量位居世界第一。
秸秆中含有丰富的有机质及氮、磷、钾、镁、钙和硫等农作物生长必需的营养元素，充分发挥和利用秸秆还田的积极效应，对促进农作物生长和养分资源的高效利用具有重要意义。
有研究表明，长期秸秆还田，能增加土壤有机质，改善土壤理化性状。
并且可以减少农业生产造成的污染，实现秸秆资源化利用［1-3］。
小麦成熟后，其秸秆中纤维素含量明显增高，可高达51.16%［4］，经处理后在农业方面可用做肥料、饲料、生活燃料及食用菌基料等。
如何加速秸秆纤维素的降解是提高秸秆在农业方面利用率的关键。
纤维素酶在秸秆降解过程中起着至关重要的作用。
1906年，Seilliere在蜗牛的消化液中发现纤维素酶，可以分解天然纤维素［5］，人们相继开展了利用微生物对作物秸秆进行降解的研究。
自然界中存在大量能够产生纤维素酶的真菌和细菌，20世纪40年代以来，众多研究者已筛选出大量纤维素降解菌，主要包括木霉属（Trichoderma）、青霉属（Penicillium）、曲霉属（Aspergillus）、漆斑霉属（Myrothecium），毛壳霉属（Chaetomium）等，为筛选秸秆降解菌提供了重要参考依据［6-10］。
用玉米秸秆生产羧基甲基纤维素工艺流程
用玉米秸秆生产羧基甲基纤维素工艺流程1. 引言1.1 概述玉米秸秆作为一种常见的农业废弃物，具有巨大的潜在利用价值。
羧基甲基纤维素是一种重要的生物可降解材料，具有广泛的应用领域和优势。
通过将玉米秸秆转化为羧基甲基纤维素，不仅可以高效利用资源，还能减少环境污染和改善生态环境。
本文旨在介绍用玉米秸秆生产羧基甲基纤维素的工艺流程，并讨论其应用前景与挑战。
1.2 文章结构本文分为五个主要部分：引言、玉米秸秆资源、羧基甲基纤维素概述、用玉米秸秆生产羧基甲基纤维素工艺流程、应用前景与挑战。
首先会对引言进行概述，并介绍本文的目的和文章结构。
然后，将介绍玉米秸秆作为资源的特点、可持续利用性以及相关历史发展。
紧接着，会对羧基甲基纤维素进行定义与性质的说明，并探讨其应用领域和优势，以及生产方式的介绍。
在主要内容部分，将详细描述用玉米秸秆生产羧基甲基纤维素的工艺流程，包括原料准备与预处理、羧基化反应过程及关键参数控制，以及结果分离、提取和产品收集方法。
最后，在应用前景与挑战部分，将展望商业化应用前景，并讨论技术发展瓶颈及解决方案，并进行可持续性评估与环境影响分析。
1.3 目的本文的目的是系统介绍用玉米秸秆生产羧基甲基纤维素的工艺流程，并探讨其应用前景和面临的挑战。
通过对这一工艺流程的详细阐述，旨在促进相关研究者和企业对于玉米秸秆资源的高效利用，并为实现可持续发展提供具体方法和思路。
同时，也希望能够引起读者对于农业废弃物资源化利用的重视，并推动相关政策和行动，为构建更加环保与可持续发展的社会做出贡献。
2. 玉米秸秆资源2.1 秸秆特点:玉米秸秆是指玉米植株的茎、叶和花序的残余部分。
它具有以下几个主要特点：- 大量产出: 玉米作为世界上最重要的粮食作物之一，产量巨大，秸秆数量庞大；- 富含纤维素: 玉米秸秆中含有丰富的纤维素，是可再生能源和原料的重要来源；- 具备可降解性: 玉米秸秆属于天然植物材料，可以通过合适的处理方式迅速降解，并对环境友好；- 低成本获取: 玉米作为广泛种植的农作物，其废弃物--玉米秸秆是一种便宜且易得到的资源。
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农作物秸杆制备羧甲基纤维素工艺的研究
近年来，羧甲基纤维素由其腐质农作物秸杆中提取制备而成，已经成为一个关注和研究的焦点。
羧甲基纤维素具有优异的综合性能，如优异的力学强度、弹性模量和耐腐蚀性，因此有着广泛的应用前景，如采矿用填充材料、纳米材料、增强型混凝土和建筑用途。
为了实现上述成效，国内外研究人员近年来展开了相关的研究。
例如有学者利用昆虫和酶的反应，将秸秆中的纤维素转换成羧甲基纤维素，从而大大提高了制备羧甲基纤维素的效率。
另一方面，某些学者研究了不同温度、PH值和离子强度对秸秆酸化制备羧甲基纤维素效率的影响，并建立了实际可行的工艺流程。
另外，也有学者通过工程菌生物技术将农作物秸秆中的纤维素降解成羧甲基纤维素，同时获得苯并环化合物的残余。
研究人员们在投入大量的时间和金钱，经过多年的艰苦努力，我们终于得到了实用性的制备工艺技术。
以上研究的成果，为制备高效的羧甲基纤维素提供了有力的理论依据和技术支持，这对绿色环保工业发展具有重要意义。
随着科学技术的不断发展，绿色制备羧甲基纤维素技术将朝着前瞻性、清洁、低成本等方向发展，从而大大提高羧甲基纤维素的利用率。
此外，有关研究人员仍在进一步研究工艺，并试图在未来采用新的成分，如钴、锰、锌和铜离子，对腐质农作物秸秆进行制备，以期取得更佳的综合性能。