纖維素是地球上豐富的可再生資源,具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性、生物相容性、無(wú)毒、無(wú)污染等特性,是自然界中最具應(yīng)用潛力的天然高分子材料。纖維素的溶解是將這種可再生資源有效轉(zhuǎn)化為高附加值產(chǎn)品的關(guān)鍵步驟,例如纖維素衍生物（酯、醚）和再生材料（薄膜、食品包裝、纖維、海綿等）等。但是,一直以來(lái),受復(fù)雜聚集態(tài)結(jié)構(gòu)和高結(jié)晶度的影響,纖維素分子內(nèi)和分子間存在強(qiáng)的相互作用,纖維素在水或普通化學(xué)試劑中的溶解度非常低,大大限制了纖維素的應(yīng)用。尋找高效、快捷、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的纖維素溶解體系成為進(jìn)一步開(kāi)發(fā)、利用纖維素的關(guān)鍵。近年來(lái),一系列纖維素的堿/脲水溶液溶解體系吸引了人們的廣泛關(guān)注,此類溶解體系不僅具有低成本、低能耗、無(wú)毒、無(wú)污染等特性,而且在纖維素的溶解過(guò)程中展現(xiàn)了快速、高效的特點(diǎn)。堿/脲水溶液體系在實(shí)驗(yàn)上展現(xiàn)了良好的纖維素溶解特性,特別是在溶解速度、溶解成本、溶劑的循環(huán)利用、環(huán)保等方面表現(xiàn)出了顯著的優(yōu)勢(shì)。然而,此溶解體系仍然存在溶劑需要低溫預(yù)冷、溶解度偏低等缺陷,嚴(yán)重限制了其在工業(yè)上的應(yīng)用。特別是基于堿/脲水溶液深度開(kāi)發(fā)溶解度更高的常溫、快速溶解體系時(shí),人們迫切需要對(duì)纖維素的低溫快速溶解機(jī)理進(jìn)行全面研究。然而,目前... 

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１．４纖維素分子的兩親性??Ｆｉｇｕｒｅ?１．４?Ｔｈｅ?ａｍｐｈｉｐｈｉｌｉｃ?ｐｒｏｐｅｒｔｙ?ｏｆ?ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ?ｍｏｌｅｃｕｌｅｓｔ２９］??

分布、不??同溶劑組分對(duì)包合物構(gòu)型的影響等內(nèi)容。在分子水平上增加對(duì)纖維素在水溶劑體系中溶解??機(jī)理的理解，為纖維素水溶液體系的更廣泛應(yīng)用提供必要的理論依據(jù)。??２．２模擬方法??基于前人的實(shí)驗(yàn)和理論模擬，我們利用ＣＨＡＲＭＭ３?６?Ｃａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅ力場(chǎng)［１３－１４］，在??ＧＲＯＭＡＣＳ?４．６．３軟件包［１５］進(jìn)行分子動(dòng)力學(xué)計(jì)算，此章節(jié)主要研宄了單個(gè)纖維素分子在堿Ｚ??脲水溶液體系中形成的包合物構(gòu)型以及包合物中不同分子間的相互作用。??２．２．１模擬體系??本文構(gòu)建了如圖２＿１所示的５．９５?ｎｍ?ｘ?５．９５?ｎｍ?ｘ?５．９５?ｎｍ的立方格子體系，在格子中隨??機(jī)放置了?１條聚合度為８的纖維素單分子鏈、２６２個(gè)鈉離子、２６２個(gè)氫氧根離子、３００個(gè)尿素??分子和６８１２個(gè)水分子，模擬體系中的分子組成與７?ｗｔ％ＮａＯＨ／１２?ｗｔ％尿素的實(shí)驗(yàn)組分相同。??■??圖２．１模擬體系（Ｎａ＋、ＯＨ－和尿素分子以球棍模型顯不，纖維素分子以ＣＰＫｔ旲型顯不。體??系中的紅色代表氧原子，灰色為碳原子，白色為氫原子，黃色為鈉離子）??Ｆｉｇｕｒｅ?２．１?Ｓｅｔｕｐ?ｏｆ?ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ?ｂｏｘ?（Ｔｈｅ?ｓｏｄｉｕｍ?ｉｏｎｓ，?ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ?ｉｏｎｓ?ａｎｄ?ｕｒｅａ?ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ?ａｒｅ??ｄｉｓｐｌａｙｅｄ?ｉｎ?ｂａｌｌ?ａｎｄ?ｓｔｉｃｋ?ｍｏｄｅ?ａｎｄ?ｔｈｅ?ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ?ｍｏｌｅｃｕｌｅ?ｉｓ?ｄｉｓｐｌａｙｅｄ?ｉｎ?ＣＰＫ?ｍｏｄｅ．?Ｃｏｌｏｒｓ??ｆｏｒ?ｔｈｅ?ａｔｏｍ?ｓｃｈｅｍｅ?ａｒｅ?Ｏ：?ｒｅｄ，?Ｃ：?ｇｒａｙ，?Ｈ：?ｗｈｉｔｅ?ａｎｄ?Ｎａ：?ｙｅｌｌｏｗ．）

?山東大學(xué)博士學(xué)位論文???水分子采用ＴＩＰ３Ｐ模型心１＇尿素分子的電荷及成鍵參數(shù)參考了Ｗｅｅｒａｓｈｉｎｇｈｅ等人的??相關(guān)設(shè)置Ｍ１，鈉離子和氫氧根離子力場(chǎng)參數(shù)為ＣＨＡＲＭＭ３６自帶的離子參數(shù)（Ｎａ＋的電荷??為１．００，?０Ｈ？中的氧元素電荷為－１．３２，０Ｈ？中的氫元素電荷為０．３２），纖維素分子構(gòu)型由??ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ－ｂｕｉｌｄｅｒ自動(dòng)生成［１９］，具體分子力場(chǎng)結(jié)構(gòu)及電荷參數(shù)見(jiàn)圖２．２和表２．１。圖２．２中標(biāo)記??了纖維素分子中的羥基氧（０２、０３、０６）、糖環(huán)連接氧（０１）和糖環(huán)上的氧（０５），??表２．１為纖維素分子中各原子的電荷分布。??Ｔ???????０３?０２?Ｈ０２?？６??Ｈ０６?！??圖２．２纖維素分子中吡喃葡萄糖環(huán)重復(fù)單元??Ｆｉｇｕｒｅ?２．２?Ｔｈｅ?ｒｅｐｅａｔｉｎｇ?ｕｎｉｔ?ｏｆ?ａ?ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ?ｍｏｌｅｃｕｌｅ??表２．１纖維素分子中各原子的電荷分布??Ｔａｂｌｅ?２．１?Ｐａｒｔｉａｌ?ａｔｏｍｉｃ?ｃｈａｒｇｅｓ?ｏｆ?ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ??Ａｔｏｍ?ｃｈａｒｇｅｓ?Ａｔｏｍ?ｃｈａｒｇｅｓ??＂Ｃｌ?０．３４０?０２，０３，０６?－０．６５０??Ｃ２，?Ｃ３，?Ｃ４?０．１４０?Ｏｌ?－０．６５０??Ｃ５?０．１１０?０５?－０．４００??Ｃ６?０．０５０?Ｈ０２，?Ｈ０３，?Ｈ０６?０．４２０??Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３，?Ｈ４，Ｈ５，Ｈ６?０．０９０??３４??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]纖維素溶劑化及溶解機(jī)理研究[D]. 吳遠(yuǎn)艷.北京林業(yè)大學(xué) 2015



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