spContent=本课程是轻化工程专业本科生的专业必修课以及轻工技术与工程专业研究生入学考试重要参考课，主要介绍植物纤维原料的化学组成、生物结构、细胞形态以及纤维素、半纤维素和木素的结构及物理与化学性质，培养学生运用理论知识和方法解决工艺技术问题的能力，为从事相关研究工作打下牢固的基础。
本课程是轻化工程专业本科生的专业必修课以及轻工技术与工程专业研究生入学考试重要参考课，主要介绍植物纤维原料的化学组成、生物结构、细胞形态以及纤维素、半纤维素和木素的结构及物理与化学性质，培养学生运用理论知识和方法解决工艺技术问题的能力，为从事相关研究工作打下牢固的基础。
—— 课程团队
课程概述
课程旨在培养从事轻化工程专业（制浆造纸方向）的本科生，也可以是从事森林资源以及生物质资源化学加工利用的研究生、教师与技术开发人员以及企业管理人员。通过本课程的学习，可以系统了解或掌握植物纤维原料的化学成分及生物结构，植物纤维原料的化学成份对制浆造纸的影响，根据植物纤维原料的生物结构及细胞形态区分各种类原料，木素的分离原理及方法，木素的测定方法，木素的化学结构，木素的化学性质，纤维素的化学结构及生物合成，纤维素的物理结构、构象、聚集态和氢键，纤维素的衍生物及半纤维素等内容。培养学生运用理论知识和方法深刻理解制浆造纸工艺原理，提高对生产流程的认识和，为学生学习“制浆原理与工程”与“造纸原理与工程”等专业课程、将来在从事制浆造纸科学和木质纤维素生物质高值化利用方面的研究工作打下牢固的基础。并帮助其了解植物纤维化学领域的最新发展动态，使学生的专业知识更加系统化和国际化，为学生在生物质材料与能源等领域进一步学习深造和从事相关科技工作做好知识储备。
课程大纲
植物纤维原料的化学成分及生物结构
课时目标：1.明确我国造纸用植物纤维原料中少量化学成分的概念及特点，掌握少量成分对制浆造纸过程及产品性能的影响，尤其是“树脂障碍”和“硅干扰”的内涵及其控制措施。2.系统掌握针叶木、阔叶木与禾本科三大类主要原料的生物结构与细胞形态，以及它们对制浆造纸中的影响。3.掌握植物纤维细胞壁的微细结构特点：细胞壁层次分布、微细纤维排列状况及主要成分在细胞壁中的分布规律；了解植物纤维细胞壁的形成过程。4.明确植物纤维形态学的概念和内容，掌握纤维形态学指标的测量方法及与纸张物理性能的关系。本章内容的学习可以使学生从化学成分、生物结构、细胞类型、细胞壁超结构、纤维形态等不同角度对造纸用植物纤维原料的知识有一个全面认识和系统掌握，为充分利用植物纤维原料打下良好基础。
1.1 原料少量成分及其对制浆造纸的影响
1.2 针叶木的生物结构和细胞形态
1.3 阔叶木的生物结构和细胞形态
1.4 禾本科原料的生物结构和细胞形态
1.5 木材纤维细胞壁的微细结构
1.6 纤维形态及其与纸张性质的关系
木素
课时目标：1.了解木素的生物合成途径及其在细胞壁中的分布，了解木素的命名、分类，掌握木素的分离与测定方法，了解木素的基本特性和木素的工业利用；2.掌握木素结构的研究方法和研究成果，了解木素的物理性质；3.掌握木素化学结构的基本特点，木素结构单元在酸碱介质中的变化；理解并掌握；4. 理解并掌握烧碱法制浆、 硫酸盐法、烧碱-蒽醌法、酸性亚硫酸盐法，以及中性和碱性亚硫酸盐法制浆中木素的化学反应；5. 理解木素的亲电反应和氧化反应。
2.1 木素的结构和生物合成
2.2 木素的分离和结构特征
2.3 木质素结构单元在酸碱介质中的变化
2.4 烧碱法制浆中木素的化学反应
2.5 硫酸盐法和烧碱-蒽醌法制浆中木素的化学反应
2.6 酸性亚硫酸盐法、中性和碱性亚硫酸盐法制浆中木素的化学反应
2.7 木素的亲电与氧化反应——CEH三段漂白
2.8 木素的氧化反应——ECF与TCF漂白
2.9 木素的物理性质
纤维素及其衍生物
课时目标：1.明确并理解纤维素化学结构（近程结构、远程结构），掌握纤维素大分子构型和构象的确定方法，理解并掌握纤维素化学结构特点。2.了解结晶化学的有关概念和晶面指数表示晶面的方法；理解掌握纤维素结晶结构的分析方法，掌握纤维素Ⅰ、Ⅱ晶胞模型结构特点。3. 理解掌握纤维素聚集态结构特点及聚集态结构理论；掌握结晶度及可及度的测定方法及对纤维素物料、纤维素纤维性质（强度、挺度、润胀等）的影响；具备自主分析不同原料/纸浆纤维素结晶结构的能力。4 .理解纤维素纤维三次结构与纸浆纤维性质及造纸的关系，理解掌握纤维素氢键构成及类型，氢键对纤维素性质的影响。5.了解纤维素吸湿润胀的概念，理解掌握纤维素吸湿的特点，吸湿与纤维素聚集态结构的相关性、与纤维素氢键的相关性；掌握纤维素碱金属的碱溶液的润胀规律和特点。6.了解纤维素溶剂的分类；掌握纤维素含水溶剂和非水溶剂的溶解机理；掌握几种常见的纤维素绿色溶剂的溶解机理及应用。7. 掌握纤维素酸水解降解、碱性降解、微生物降解、氧化降解，了解纤维素机械降解、热降解、光降解及辐射降解、卤代、还原及交联反应。8. 掌握纤维素酯化、醚化反应机理，掌握几种常见的纤维素酯醚的制备工艺，了解新型纤维素酯醚，掌握两种反应型施胶剂的施胶机理。9. 学习了解纤维功能材料，包括微晶纤维素、液晶纤维素、医用纤维素、纤维素膜材料、吸附材料和高吸水性材料。
3.1 纤维素的化学结构之一次结构
3.2 纤维素的化学结构之二次结构（结晶结构）
3.3纤维素的化学结构之二次结构（聚集态结构理论）
3.4 纤维素的化学结构之三次结构（氢键）
3.5 纤维素的物理及物理化学性质（吸湿润胀）
3.6 纤维素的物理及物理化学性质（溶解及电化学性质）
3.7 纤维素的降解反应及生物质精炼
3.8 纤维素的化学反应及酯化和醚化
3.9 纤维素功能材料
半纤维素
课时目标：1.明确并理解半纤维素的概念、命名方法；掌握植物纤维原料及纸浆纤维中半纤维素分布的分析方法；可独立分析不同纤维原料及纸浆中半纤维素种类、含量及分布。2. 明确半纤维素的分离与提取方法和半纤维素聚糖的类型及化学结构式；掌握半纤维素化学结构的研究方法；具备自主分析不同原料半纤维素的结构，并将分离和提取的半纤维素用于资源化利用。3. 明确和掌握半纤维酸性降解、碱性降解以及酶降解的机理及反应性能，可独立分析不同种类半纤维素在化学制浆中的反应性能及不同糖基的降解规律。4. 明确半纤维素溶解度、聚合度的概念，掌握半纤维素对纸浆及纸张性质的影响。具备独立分析半纤维素和纸浆、纸张性能以及溶解浆性质的相关性。
4.1 半纤维素的化学结构-LCC
4.2 半纤维素的物理性质
4.3 半纤维素的化学性质
4.4 半纤维素的利用-对纸张打浆性能的影响
展开全部
预备知识
学习本课程要求具备的基本知识是基础有机化学、分析化学、物理化学、化工原理以及植物资源化学等相关知识。
证书要求
为积极响应国家低碳环保政策， 2021年秋季学期开始，中国大学MOOC平台将取消纸质版的认证证书，仅提供电子版的认证证书服务，证书申请方式和流程不变。
电子版认证证书支持查询验证，可通过扫描证书上的二维码进行有效性查询，或者访问 https://www.icourse163.org/verify，通过证书编号进行查询。学生可在“个人中心-证书-查看证书”页面自行下载、打印电子版认证证书。
完成课程教学内容学习和考核，成绩达到课程考核标准的学生（每门课程的考核标准不同，详见课程内的评分标准），具备申请认证证书资格，可在证书申请开放期间（以申请页面显示的时间为准），完成在线付费申请。
认证证书申请注意事项：
1. 根据国家相关法律法规要求，认证证书申请时要求进行实名认证，请保证所提交的实名认证信息真实完整有效。
2. 完成实名认证并支付后，系统将自动生成并发送电子版认证证书。电子版认证证书生成后不支持退费。
参考资料
① 裴继诚主编. 植物纤维化学[M]. 北京: 轻工业出版社, 2020
② 詹怀宇, 蔡再生主编. 纤维化学与物理[M]. 北京: 科学出版社, 2005
③ 杨淑蕙主编. 植物纤维化学[M]. 北京: 轻工业出版社, 2001
④ 邬义明主编. 植物纤维化学[M]. 北京: 轻工业出版社, 1991
⑤ 陈国符, 邬义明主编. 植物纤维化学[M]. 北京: 轻工业出版社, 1980
⑥ 张力田编著. 碳水化合物化学[M]. 北京: 轻工业出版社, 1988
浙公网安备 33010802012594号
