逐 步 增 加 碱 液 浓 度 分 级 抽 提 法 ，主 要 用 于 针 叶 木中综纤维素的半纤维素分离。
单纯碱抽提法，主要用 ＫＯＨ 溶液抽提阔叶木 与 草 类 原 料 中 的 聚 木 糖 ，对 聚 甘 露 糖 碳 水 化 合 物 的 溶解能力较小。
碱 性 过 氧 化 物 抽 提 法 ，主 要 用 于 麦 草 中 半 纤 维 素 的 分 离 。 分 离 原 理 ：过 氧 化 氢 在 碱 性 介 质 中 除 了 具 有 脱 木 素 和 漂 白 作 用 外 ，还 可 以 作 为 半 纤 维 素 大 分 子 的 温 和 增 溶 剂 ，可 获 得 更 高 相 对 分 子 量 的 半 纤 维 素 样 品 ，且 包 含 很 少 的 缔 合 木 素 。
１ 半 纤 维 素 的 红 外 光 谱 分 析
收 稿 日 期 ：２０１２－１１－２９ 项 目 基 金 ：陕 西 省 重 点 实 验 室 科 研 资 助 项 目 （１２ＪＳ０２１）资 助 。 作者简介：邓军军，陕西科技大 学 在 读 硕 士 研 究 生，研 究 方 向： 植物纤维塑化研究与利用。
１．１ 试 剂 与 仪 器 试 剂 ：ＫＢｒ，色 谱 纯 。 仪器：ＦＴ－ＩＲ 红外光谱仪；压片机。
将按上述 方 法 制 取 的 半 纤 维 素 冷 冻 干 燥，备 用。 １．４ 红 外 光 谱 仪 测 量
将干燥好的试样（１～２ｍｇ）和纯 ＫＢｒ（２００ｍｇ ） 充分研细（＜２μｍ 玛 瑙 研 钵）后 在 压 片 机 上 压 成 薄 而 透 明 的 薄 片 ，在 傅 里 叶 变 换 红 外 光 谱 仪 上 测 定 半 纤维素的 ＦＴ－ＩＲ 谱图。 １．５ 谱 图 解 析
Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ，简称 ＮＭＫ）是 近 代 分 析 方 法 之 一，在 化 学 领 域 具 有 很 大 的 用 途 ，特 别 在 测 定 分 子 化 学 结 构 方 面 更 为 突 出 。 在 许 多 情 况 下 ，核 磁 共 振 图 谱 配 合 红 外 、紫 外 、质 谱 等 图 谱 ，可 以 很 快 把 某 一 化 合 物 的结构确定下来，核 磁 共 振 的 原 理，是 根 据 有 些 原 子核有磁性（如１ Ｈ，１３Ｃ，１９Ｆ，３１Ｐ 等等），在外 磁 场 作 用下可以吸收一定波长的无线电波而发生共振吸 收。各种磁性核在不同的条件下共振。由于在分 子 中 所 处 的 化 学 环 境 不 同 ，同 一 种 磁 性 核 的 共 振 位 置也稍有 差 异，在 不 同 频 率 处 会 有 不 同 强 度 的 吸 收，构成共振的吸 收 谱，可 用 以 进 行 化 学 结 构 的 分 析。此外谱峰的精细裂分又说明邻近磁核的数目 与性质，谱峰的面 积 与 共 振 核 的 数 目 成 比 例，因 而 可进行定量分析 。 ［９］ ３．２ 试 剂 与 仪 器
物 质 的 红 外 光 谱 是 其 分 子 结 构 的 反 映 ，谱 图 中 的吸收峰与分子中各基团的振动形式相对应。几 乎 所 有 的 有 机 化 合 物 在 红 外 光 区 均 有 吸 收 ，凡 是 具 有不同结构的两个化合物一定不会有相同的红外 光 谱 。 通 常 ，红 外 吸 收 带 的 波 长 位 置 与 吸 收 谱 带 的 强度，反映了分子 结 构 上 的 特 点，可 以 用 来 鉴 定 未 知 物 的 结 构 组 成 或 确 定 其 化 学 基 团 ；而 吸 收 谱 带 的 吸收强度，则 与 分 子 组 成 或 其 化 学 基 团 的 含 量 有 关 ，故 可 用 以 进 行 定 量 分 析 和 纯 度 鉴 定 。 由 于 红 外 光谱分析法特征 性 强，采 用 气 体、液 体 和 固 体 样 品 均可以进行测定，并 具 有 样 品 用 量 少、不 破 坏 样 品 和分析速度快等 特 点，因 此，该 方 法 是 鉴 定 化 合 物 和测定分子结构的最重要的分析方法之一。
在 造 纸 标 准 中 ，没 有 单 独 的 半 纤 维 素 的 测 试 方 法，只有在 ＧＢ／Ｔ２６７７．５－９３ 造 纸 原 料 １％ＮａＯＨ 抽出 物 和 最 后 的 ＧＢ／Ｔ２６７７．１０－１９９５ 综 纤 维 素 的测试中有所涉及。在很多研究中半纤维素的获 得 是 通 过 去 除 木 素 剩 下 综 纤 维 素 ，然 后 用 稀 碱 煮 的 方式使得 半 纤 维 素 溶 解，再 用 一 定 的 方 法 使 其 沉 淀，进而得到半纤维素 。 ［２］
试剂：木 糖、阿 拉 伯 糖、半 乳 糖、葡 萄 糖、甘 露 糖、葡萄糖醛酸、半乳 糖 醛 酸 均 为 Ｓｉｇｍａ色 谱 纯 试 剂。
仪 器 ：离 子 色 谱 仪 。 ２．２．２ 标 准 溶 液 的 配 制
分别精确称 取 七 种 标 样 ０．１ｇ 于 １００ｍＬ 容 量 瓶中，定 容 摇 匀。 该 溶 液 作 为 储 备 液，配 置 一 系 列 标准溶液。
— ３６ —
２ 半 纤 维 素 的 离 子 色 谱 法 分 析
２．１ 离 子 色 谱 仪 工 作 原 理 在色谱柱中填充无数的离子交换剂作为离子
分 离 的 固 定 相 ，样 品 离 子 和 固 定 相 基 团 之 间 存 在 相 互作用，对于不同 的 样 品 离 子，这 种 作 用 的 大 小 是 不 同 的 。 因 此 在 随 流 动 相 通 过 色 谱 柱 的 过 程 中 ，作 用力强的样品离子保留时间要比作用力弱的离子 长，由于流动相的 数 量 有 绝 对 优 势，最 终 不 同 的 样 品离子都依次流出色谱柱并分别到达检测器被检 测 ，从 而 实 现 样 品 离 子 的 分 离 和 测 定 。
取适量水解液，采 用 超 纯 水 稀 释 至 一 定 浓 度，
半纤维素的现代仪器分析技术
经０．２２μｍ 水系微孔滤膜过滤后，采用离子色谱仪 测定其单糖及糖醛酸组分。
３ 核 磁 共 振 分 析
３．１ 磁 共 振 波 谱 分 析 原 理 磁共振波谱 分 析 核 磁 共 振 （Ｎｕｃｌｅａｒ Ｍａｇｎｅｔｉｃ
准 确 移 取 上 述 标 准 储 备 液 ，用 去 离 子 水 配 制 成 浓度分别为 ０．１，０．２，０．５，１，２，５，１０ｍｇ／Ｌ 的 系 列 标准 溶 液。 按 上 述 色 谱 条 件，测 其 峰 面 积，以 标 样 的峰面积为 纵 坐 标，以 标 样 的 质 量 浓 度 （ｍｇ／Ｌ）为 横 坐 标 ，标 作 标 准 曲 线 。 ２．２．３ 半 纤 维 素 的 水 解
在 制 浆 造 纸 的 分 析 中 ，红 外 光 谱 法 主 要 用 于 木 素、纤维素和半纤 维 素 的 定 性 和 定 量 分 析，着 重 于 基团分析及与其他分析方法配合进行分子化学结 构方面的研究 。 ［３］ １．３ 试 样 的 制 备
— ３５ —
２０１３ 年 第 １ 期 《黑 龙 江 造 纸 》
１．２ 红 外 光 谱 分 析 原 理 红外光谱（Ｉｎｆｒａｒｅｄ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ，缩 写ＩＲ）处
于 可 见 光 区 和 微 波 光 区 之 间 ，其 波 长 范 围 约 为 ０．７５～１０００μｍ。 根 据 仪 器 技 术 和 应 用 不 同，习 惯 上 又 将 红 外 光 区 分 为 近 红 外 光 区 （０．７～５２．５μｍ）、 中红 外 光 区 （２．５～２５μｍ，波 数 ４０００～６６７ｃｍ－１）、 远红外 光 区 （２５～１０００μｍ）等 三 个 区。 其 中，在 中 红外光区出现绝大多数的有机化合物和无机离子 的 基 频 吸 收 带 ，而 基 频 振 动 是 红 外 光 谱 中 吸 收 最 强 的振动。
常用的方 法 有：浓 碱 溶 解 硼 酸 络 合 分 级 抽 提 法 、逐 步 增 加 碱 液 浓 度 分 级 抽 提 法 、单 纯 碱 抽 提 法 、 碱性过氧化物抽提法等 级 抽 提 法 ，主 要 用 于 从 针 叶 木 综 纤 维 素 中 分 离 半 纤 维 素 ，也 可 用 于 其 他 植 物 原料。方法：先 用 ２４％ＫＯＨ 抽 提，然 后 用 含 硼 酸 盐的 ＮａＯＨ（或 ＬｉＯＨ）再抽提。
称取 待 测 半 纤 维 素 ０．３５ｇ 于 １５０ｍＬ 烧 杯 中， 用移液管加入３ｍＬ７２％Ｈ２ＳＯ４ 于 试 样 中。 用 玻 璃 棒 搅 拌 烧 杯 中 的 混 合 物 ，至 试 样 开 始 溶 解 为 止 。 将 烧杯置 于 ３０℃ 的 水 浴 中，每 隔 ５～１０ｍｉｎ 搅 拌 一 次，１ｈ 后 加 入 ８４ｍＬ 去 离 子 水。 用 表 面 皿 盖 住 烧 杯，然 后 置 于 高 压 锅 中，在 １２１℃ 下 加 热 水 解 １ｈ。 １ｈ后取出，冷却至室温，用砂芯漏斗过 滤。 加 入 氨 水 中 和 水 解 液 至 中 性，然 后 过 滤，将 滤 液 定 容 至 １５０ｍＬ，摇 匀 待 用 。 ２．２．４ 半 纤 维 素 水 解 液 单 糖 组 分 的 测 定
然 而 ，造 纸 标 准 里 所 列 的 半 纤 维 素 测 定 方 法 或 多或少存在一定 的 缺 陷，随 着 科 技 的 进 步，现 代 仪 器 分 析 已 经 应 用 到 各 个 领 域 ，采 用 现 代 仪 器 分 析 不 仅快速而且相对准确。已经成为广大科研工作者 和生产实 际 中 不 可 或 缺 的 重 要 检 测 和 分 析 手 段。 结合作者的实践就半纤维素的仪器分析技术做一 介绍。
［关 键 词 ］ 半 纤 维 素 ；红 外 光 谱 ；离 子 色 谱 ；应 用
半纤维素是生物质中含量仅次于纤维素的主 要 成 分 ，它 是 由 多 种 糖 基 构 成 的 不 均 一 聚 糖 。 不 同 的 植 物 原 料 中 ，其 半 纤 维 素 的 化 学 结 构 和 糖 基 组 成 有 较 大 的 不 同，一 般 针 叶 木 中 半 纤 维 素 含 量 为 １５％～２０％，以 聚 葡 萄 糖 甘 露 糖 为 主，同 时 还 有 少 量木聚糖；而 阔 叶 木 中 的 半 纤 维 素 一 般 占 木 材 的 ２０％～２５％，也 有 的 高 达 ３５％，主 要 是 木 聚 糖 类。 玉米茎中半 纤 维 素 的 含 量 占 ２８．０％，大 麦 草 中 占 ３４．９％，麦 草 中 占 ３８．８％，稻 草 中 占 ３５．８％。 因 此 ，确 定 原 料 中 各 种 中 性 糖 和 糖 醛 酸 的 含 量 具 有 很 重要的意义 。 ［１］