纤维素类草本能源植物的研究现状_谭芙蓉
收稿日期 Received: 2013-04-03 接受日期 Accepted: 2013-05-13*四川省科技支撑计划项目（2009NZ00045）资助 Supported by the Key Technology R & D Program of Sichuan, China (2009NZ00045)**通讯作者 Corresponding author (E-mail: hemxion@https://www.wendangku.net/doc/4f8910280.html,)纤维素类草本能源植物的研究现状*
谭芙蓉1 吴 波1 代立春1 祝其丽1 王文国1 汤晓玉1 潘 科1 秦 晗1
胡启春1, 2 何明雄1, 2**
1农业部沼气科学研究所生物质能技术研究中心 成都 6100412
农业部农村可再生能源开发与利用重点实验室 成都 610041
要 纤维素类草本能源植物具有很高的生物质产量、纤维素和半纤维素含量，对环境友好，是目前最有发展前途的生物质资源之一，欧洲和美国将其作为首选的生物质能源植物. 本文介绍了柳枝稷（Panicum virgatum ）、芒草（Miscanthus spp.）、芦竹（Arundo donax Linn ）等几种主要纤维素类草本能源植物具有产量高、适应性强、用途广泛等特点；综述了纤维素类草本能源植物在国内外的研究概况，以及基因工程技术在降低植物木质素含量及在植物中过表达纤维素降解酶类方面的应用；进一步指出在我国存在纤维素类草本能 源植物资源评估、选育滞后，相关技术还不完善等问题，进行充分开发利用将在缓解能源紧张、解决环境问题、促进农业和经济发展等方面有着良好的前景. 图2 表1 参41关键词 纤维素；草本能源植物；遗传改良；基因工程；燃料乙醇CLC S216.2
Research and prospect of cellulosic herbaceous energy plant *
TAN Furong 1, W U Bo 1, DAI Lichun 1, ZHU Qili 1, WANG Wenguo 1, TANG Xiaoyu 1, PAN Ke 1, QIN Han 1, HU Qichun 1, 2 & HE Mingxiong 1, 2**
1 Biomass Energy Technology Research Centre, Biogas Institute of Ministry of Agriculture , Chengdu 610041, China 2
Key Laboratory of Energy Microbiology and Application, Ministry of Agriculture , Chengdu 610041, China
Cellulosic herbaceous energy plant, which has high biomass yield, cellulose and hemicellulose content, is one of the most promising biomass resources positively in ? uencing the environment. It has been used as a preferred biomass energy plant in Europe and the United States. This paper introduces the characteristics of high yield, well-adapted and wide application of some main herbaceous energy plants, such as switchgrass, miscanthus and bamboo reed. It also summarizes the research status of cellulosic herbaceous energy plant and application of genetic engineering technology on decreasing lignin content and overexpression cellulase in plants. This article further presents the problems, such as resource evaluation, lagging of breeding and imperfect technology, and prospects of developing celluslosic herbaceous energy plant in China. If the abundant resource of herbaceous energy plant of our country could be ef ? ciently utilized, it can not only alleviate nergy crisis, but also make full use of the barren land, change planting structure, increase farmers’ income, and in the long run promote the national economy. Keywords cellulose; herbaceous energy plant; genetic improvement; genetic engineering; fuel ethanol
当前矿物能源短缺和全球气候变暖是世界各国所面临的严峻问题，开发利用不会对环境带来危害的可再生能源资源成为当今国际社会的主要课题之一. 生物质资源是最具开发潜力的可再生清洁能源资源[1]，其开发利用已被我国政府列为《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020）》中的优先发展主题. 2007年中央一号文件明确指出，以生物能源、生物基产品和生物质原料为主要内容的生物质产业，是拓展农业功能、促进资源高效利用的朝阳产业，并鼓励有条件的地方利用荒山、荒地等资源，发展生物质原料作物种植. 因此，从可持续性发展的角度考虑，开发能源植物是解
决能源危机 和环境问题的必然趋势. 能源植物作为一个崭新的科学方向正在飞速发展，尤其在欧美发达国家经过20多年的研究，其概念、分类及相应的主要转化利用途径已逐渐明晰.
能源植物通常是指那些合成较高还原性烃能力、可产生接近石油成分和替代石油使用的产品的植物，以及富含油脂的植物，是可再生能源开发的唯一资源对象. 能源植物通过光合作用固定二氧化碳和水，将太阳能以化学能形式储藏在植物中. 能源植物除直接燃烧产生热能外，还可转化成固态、液态和气态燃料. 按照能源植物所含有的特定化学物质，将其分为3类：（1）富含类似石油成分的能源植物. 石油的主要成分是烃类，富含烃类的植物是植物能源的最佳来源，生产成本低，利用率高，如续随子（Euphorbia lathylris ）、绿玉树（Euphorbia tirucalli ）、橡胶树（Hevea brasilienisis ）、麻疯树（Jatropha curcas ）、桉树（Eucalyptus ）、黄连木（Pistacia
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20卷 谭芙蓉等https://www.wendangku.net/doc/4f8910280.html,/ Chin J Appl Environ Biol 应用与环境生物学报
chin e nsis Bunge ）等[2]. （2）富含高糖、高淀粉和高纤维的能源植物. 用这类植物可以得到最终产品——乙醇. 这类植物种类特别多，分布也比较广泛，如木薯（Manihot esculenta ）、甜菜（Beta vulgaris .）、高粱（Sorghum bicolor ）、玉米（Zea mays ）、柳枝稷（Panicum virgatum ）等[3]. （3）富含油脂的能源植物. 据估计，高等植物中有7%左右种类的器官（多为种子）含油率在10%以上，有些含油率很高，如木姜子（Litsea ）种仁含油率达55.4%，红脉钓樟（Lindera rubronervia ）种子含油率高达44.9% [4]. 在这些能源植物中，富含纤维素的草本能源植物具有生长速度快、生活周期短、分布广等特点，便于大面积推广种植，实现产业化. 草本能源植物是目前最有发展前途的生物质资源之一，欧洲和美国把它作为首选的生物质能源植物[5]. 本文介绍了纤维素类草本能源植物的特点、主要种类、研究概况以及基因工程在纤维素能源植物方面的应用，并对其发展前景进行展望，以期为进一步研究和应用提供参考.
1 纤维素类草本能源植物的种类及特点
纤维素类能源植物一般为禾本科多年生高大的丛生草本植物，富含纤维素和半纤维素，灰分含量低，热值高，干物质产量高；抗旱、耐瘠薄能力强，适应性广. 表1中重点介绍了几种主要纤维素类草本能源植物，包括柳枝稷（Panicum virgatum ）、芒草（Miscanthus spp.）、芦竹（Arundo donax Linn ）、荻（Miscanthus sacchari ?
orus ）和狼尾草（Pennisetum alopecuroides (L.) Spreng ）. 作为生物质能源资源，纤维素草本能源植物有如下优点：（1）生长快，产量高，一次种植，可
长期（10年以上）受益，一般每年可出1-2茬草，使加工设备得以充分利用；（2）适应性强，可利用边际土地种植，符合我国“不与人争粮，不与粮争地”的能源发展目标；（3）二氧化碳零排放，不污染环境，有利于形成清洁能源产业；（4）没有核能的危险性以及风能、潮汐能和地热能的局限性；（5）用途广泛：不仅可制备纤维素乙醇，还可以广泛应用于生物质直燃或气化发电厂、气化炉、固化成型和热解等各种生物质能源转化与利用装置；（6）多方面的生态效益和经济效益. 因此，研究开发纤维素类草本能源植物对于缓解能源压力、保护环境和生态、促进我国经济社会可持续发展等具有重要意义.
2 纤维素类草本能源植物的研究概况
纤维素质原料是地球上最丰富的可再生资源. 富含纤维的草本植物通过生物和化学方法处理后，可以得到乙醇和沼气等高燃烧值的能源，还可以用作造纸原料. 美国能源部早在1984年就启动了“草本能源植物研究计划（HECP ）”，开始的研究主要集中于草种的筛选，地点分布在俄亥俄州、印第安纳州和维吉尼亚州. 较晚的2个筛选试验设在大平原地区（爱荷华州和北达科他州）进行. 佛罗里达大学负责象草（Pennisetum purpureum ）和甘蔗（Saccharum spp.）的筛选. 试验目的是检测草种的产量潜力、分析生化组成和摸索不同试点的最佳管理措施. 在1985-1989年间从35种草本能源植物中筛选出18种最适合美国种植的纤维类能源禾草[5]. 1990年，
表1 主要纤维素类草本能源植物介绍
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纤维素类草本能源植物的研究现状 1期
HECP 更名为“生物质能给料发展计划项目（BFDP ）”
. 从1991年起，BFDP 项目被集中投放到了模式植物系统的研究上，将柳枝稷确定为模式植物加以重点研究，以便达到快速应用的目的和示范效应. 1992年，美国能源部又通过BFDP 启动了6个专项课题，以便获得柳枝稷作为能源植物的产量新信息. 研
究内容包括：1）柳枝稷不同品种的田间品比试验，以示筛选
新的优良品种；2）进行生理学研究以便建立筛选和评价优良品种的指标体系；3）开发组织培养技术以对相关植物进行生物技术改良. 在美国东南部，一些研究工作则集中于象草、狗牙根（Cynodon dactylon ）和百喜草（Paspalum natatu ）等候选植物上[5].
欧洲将草本植物作为生物质能的研究起始于芒属植物（Miscanthus ）. 自1989年开始先后启动了“欧洲JOULF 计划”、“欧洲AIR 计划”和“欧洲FAIR 计 划”，在全欧范围内对芒属植物及其杂交种的生物量潜力、生殖、发育、管理实践、收获加工以及杂交育种等方面开展了系统研究. 芒属植物具有很强的生长活力，在延迟收获的情况下可以干燥，进而完成生物质的一次性收获. 20世纪90年代，在欧洲只有一个基因型的芒可被利用，即巨芒草（Miscanthus × giganteus ），它的生产性能完全满足生物质能植物的要求. 但在实际应用中却遇到了建植成本高、越冬性差和遗传基础狭窄的问题. 这就促使人们又开始寻找可以用种子进行建植的低成本的其他草本植物，而且能够适应欧洲各国不同的气候条件. 因此，欧洲人开始了对许多本土草种以及引进草种的研究与筛选工作，得到了17种候选植物，并重点对芦竹（Arundo donax L.）和虉草（Phalaris arundinacea L.）展开了深入研究. 同时，为进一步发展芒，还不断培育能够适应欧洲不同地区和不同环境条件的品种，继续扩展其遗传基础以防止病虫害的蔓延[5].
我国作为一个资源大国，纤维素类能源植物资源非常丰富，但早期的研究主要集中在水土保持、造纸原料和动物饲料等方面，由于与作为能源植物的利用目的不同，导致了研究内容和育种目标的不同，在资源收集上也产生了极大的差异. 因此，从严格意义上讲，我国在开展草本植物作为能源植物的研究工作还刚刚起步，远远落后于欧美等国家. 目前的研究主要集中在能源植物种质资源的筛选、品种选育和转化工艺等方面，并取得了一定的成绩. 宁祖林等对8种高大纤维禾草的热值和灰分动态变化进行了研究，结果表明芦竹的干
重热值与灰分含量有显著的线性相关，五节芒（Miscanthus ?
oridulus ）、芦苇（Phragmites australis ）的干重热值与灰分含量呈极显著的线性相关；C3植物类中去灰分热值较高的是
芦竹，
C4植物类中去灰分热值较高的是芒[12]. 潘一晨等人在辽宁省范围内对几种野生禾本科草类植物的自然种群特征进行了调查，综合分析表明芒和狼尾草具有高的产量，高的净光合速率和生长速度是其高产的生理生态学基础，符合能源禾草的要求[13]. 宗俊勤等人对7种高大禾草的表型特性及生物质成分进行了研究，结果表明芒和荻的干物质年产量、燃烧值、折合标准煤均是所有材料中最高的，而灰分是所有材料中最低的，并指出原产中国的芒属植物是较柳枝稷更适合我国的优良的生物质能源植物[14]. 周强等人的研究结果表明，香根草（Vetiveria zizaniodes ）具有很强的光合能力
及较快的生长速率，叶片中纤维素和半纤维素含量均较高，
能够适应边际性土地种植，是一种潜在的优良木质纤维素能源植物[15]. 何明雄等测定了不同人工湿地植物的纤维素组分和热值，并采用NaOH -酶解工艺研究不同人工湿地植物水解液组分，对在人工湿地技术体系中起重要作用的湿地植物能源化利用潜力进行了系统评估，结果表明人工湿地植物是一种较好的生物质资源，可通过生物质固体成型燃料技术、沼气技术和燃料乙醇技术加以利用，进而建立人工湿地植
物生物质资源能源化藕联利用模式[16]
. 余醉等测定了草本芦竹主要工业成分及化学组成，并采用稀酸法、稀碱法、高温热水法和酸催化高温热水法预处理芦竹，比较了不同预处理方式对各种糖的产率及预处理产物纤维素酶酶解率的影响，为进一步利用草本芦竹作为能源牧草生产燃料乙醇提供了依据[17]
. 阮奇城等以红麻（Hibiscus cannabinus ）秸杆为原料，
研究了不同预处理方法对红麻纤维质乙醇发酵的影响，为红麻
纤维质转化燃料乙醇提供基础依据
[18-19]
. 李高扬等以生产燃料乙醇等清洁生物质能源为目标，提出以化学成分、生物质产量、生态适应性和热值4项指标来评价能源植物的利用价值，为纤维类能源草新资源的评价和开发提供了参考[20].
目前，我国也意识到了利用与开发能源植物的重要性，在有关科研项目指南中设立了相应的项目. 如在《2005年度农业科技成 果转化资金项目指南》中设计了“农业生物技术产品与生物质利用”专项，并将“生物质等农村新能源新材料技术及产品”列为了重点支持项目. 在《国家中长期科学和发展规划纲要（2006-2020年）》中，将“可再生能源低成本规模化开发利用”作为重点领域及其优先主题. 在2012年国家重点基础研究发展计划（“973计划”）项目中设立了针对草本能源植物的项目“草本能源植物培育及化学催化剂制备先进液体燃料的基础研究”，将重点围绕草本能源植物选择性培育遗传学、生物质水热解聚、解聚产物催化转化制备先进燃料机理与选择性调控等关键科学问题开展多学科交叉与综合研究. 这些项目的启动实施，对于促进生物质能源利用，缓解我国石油短缺，保障国家能源安全和促进我国新农村建设等方面具有重要意义.
植物的研究
国内外利用木质纤维生产燃料乙醇已有大量研究，有许多成功的实例. 但是所开发的技术一直未能在规模生产中推广应用，究其根本，主要是因为现阶段的技术中还存在着严
重制约植物纤维燃料乙醇生产的关键问题（图1）[21-23]：
一是木质纤维物质降解为中间物质和去除木质素使纤维素酶能够接近纤维素的预处理过程成本高，前期预处理的投入过大；二是纤维素水解复合酶的价格昂贵，便整个过程成本偏高[24]
. 这两个过程的花费共同使得纤维素乙醇的生产成本比玉米淀粉生产乙醇高2-3倍.
20世纪90年代中期以来，基因工程技术对全球农业产生了深刻的影响，在棉花（Gossypium spp.）、大豆（Giycine max ）、玉米等主要农作物上都得到了很好的应用. 由于人们对自身健康的关注，植物转基因研究在以食用为目的的作物
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上的应用受到了一定的限制，而这却为能源植物的改良提供了新的契机. 目前，人们开始尝试利用植物基因工程的方法来解决植物纤维燃料乙醇生产中的问题
.
图1 纤维素乙醇生产流程（根据文献[23]整理）.
Fig. 1 Flowchart of cellulosic ethanol production (adapted from reference [23]).
首先，降低植物的木质素含量. 降低木质纤维中的木质素含量、提高纤维素含量有利于降低木质纤维的前处理成
本. 通过基因工程改变木质素合成途径（图2）中不同基因的
表达来降低木质素的含量、提高纤维素含量已有大量报道. 如在转基因杨树中，下调木质素合成途径中的一个主要酶基因pt4CL1的表达，可使其木质素的含量下降45%，作为补偿的纤维素含量提高了15%，使杨树的纤维素/木质素的比率升高了一倍，而对杨树的生长、发育和生物结构的完整性没有任何明显的影响[25]. Blee 等人报道将烟草（Nicotiana tabacum ）木质素单体聚合最终一步的酶（过氧化物酶）转入菜豆，抑制菜豆中其同源酶阳离子过氧化物酶的表达，得到的反义转基因植株对照相比木质素的含量降低40%-50%，而木质素含
量的降低对植株的生长发育没有显著的影响[26]
. Fu 等人通过转基因技术下调木质素合成途径中的COMT （咖啡酸-O-甲基转移酶）基因，获得了木质素含量下降的转基因柳枝稷，经稀酸预处理后，采用SSF 法发酵，转基因株系比对照的乙醇产量提高38%，而在乙醇产量相同的情况下，转基因材料所用
的纤维素酶比对照要少3倍或4倍[27]
. 通过转基因植物对木质素生物合成调控的研究主要表现在两个方面：一是木质素合成总量的调节，涉及的酶类依次为PALI （苯丙氨酸解氨酶）、C4H （肉桂酸4-羟基化酶）、4CL （4-香豆酸辅酶A 连接酶）、CAD （肉桂醇脱氢酶）和CCR （香豆酰辅酶A 还原酶），它们表达活性的高低与木质素总量密切相关；二是与木质素单体特异合成相关酶类的调控，主要集中于COMT （咖啡酸-O-甲基转移酶）、
CCoAOMT （咖啡酰辅酶A-O-甲基转移酶）和F5H （阿魏酸5羟基化酶），这些酶的表达对木质素含量尤其是木质素单体的特异合成影响较大，决定了各种单体在木质素总量中的比例.
其次是在植物中过表达纤维素降解酶类. 由于通过微生物发酵生产纤维素水解酶的成本昂贵，科学家们试图通过基因工程技术在植物中直接产生纤维素水解酶.
热稳定的
图2 木质素生物合成途径[23].
Fig. 2 The lignin biosynthesis pathway [23]
.
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纤维素类草本能源植物的研究现状 1期
Acidothermus cellulolyticus 菌的1,4-β-内切葡聚糖酶的催化区域E1已在拟南芥（Arabidopsis thaliana ）、番茄（Lycopersicon esculentum ）和马铃薯（Solanum tuberosum ）中被成功地表达，表达产物主要集中在质外体区域. 这项研究显示了在植物中生产纤维素酶的可能性，尤其是在拟南芥中，酶含量可
达植物可溶性蛋白含量的25% [28]
. Acidothermus cellulolyticus 菌的1,4-β-内切葡聚糖酶的催化区域E1也被导入到水稻（Oryza sativa ）和玉米中，产物组成型表达到质外体区域[29-30]
. 在水稻和玉米的叶片中，内切葡聚糖酶E1的含量分别占水稻和玉米叶片总可溶性蛋白含量的4.9%和2.1%；并且E1在叶片中的积累对植物的生长和发育没有明显的危害作用. 当水稻可溶性蛋白的粗提物被加到用氨水-纤维爆破预处理的水稻或玉米秸秆，这两种秸秆中30%和22%的纤维素被分别水解成葡萄糖. Teymouri 等人用最温和的预处理方法处理含Acidothermus cellulolyticus 菌的1,4-β-内切葡聚糖酶的催化区域E1的转基因烟草，内切葡聚糖酶E1的活性在预处理过程
中大约有2/3丧失[31]
. 由这个试验可以看出，纤维素分解酶在原材料的预处理过程中极易失活. 因此，在植物中过量表达异源纤维素分解酶，最好是先将纤维素酶从植物中粗提或纯化出来，然后再加入到已预处理好的原材料中进行发酵. Oraby 等人将内切葡聚糖酶E1从转基因水稻中粗提出来，冷冻3个月后加入到用温和方法预处理好的水稻和玉米秸秆中，水稻中约有30%的纤维素、玉米中约有22%的纤维素被转化为葡萄糖[32]. Mei 等人将A. cellulolyticu 的耐热内切葡聚糖酶基因转入玉米绿色组织，将酶定向在内质网和线粒体上，
获得了成功表达[33]
. Jung 等将来自海栖热袍菌（Thermotoga maritima ）的β-葡聚糖酶基因转入烟草的胞质和叶绿体中表达，分别达到可溶性蛋白的4.5%和5.8% [34].
最后，还可以通过植物基因工程的手段来增加植物的生物量，降低原料成本. 这些包括调控植物生长和光合作用、充分利用生长季节等. Ku 报道将玉米C4途径的磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPC ）和丙酮酸磷酸双激酶（PPDK ）的基因在各自启动子的控制下同时引入水稻，可使水稻的光合
能力提高35%，稻谷产量增加22% [35]
. Lieman-Hurwitz 等将蓝藻（Cyanophyta ）的一个无机碳转运蛋白基因重组到植物中表达，可使植物的1, 5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶的羧化效
率显著提高[36]，
在潮湿的培养条件下使植物的生物量明显提高. Miyagawa 等报道将蓝藻卡尔文循环中RuBisCo 下游的酶景天庚酮糖1,7-磷酸化酶在烟草叶绿体中超量表达，在潮湿的培养条件下可使烟草的光合效率提高，促进植株的生长[37]. Wang 等人通过转基因抑制拟南芥中去氧亥普酸合成酵素
（Deoxyhypusine synthase ，DHS ）基因的表达，延迟了拟南芥
植株的成熟、衰老时间，通过延长叶的光合作用时间跨度，提高了植株根、茎和种子的生物量[38].
以上这些研究工作对于提高能源植物的利用效率、降低生物质能的开发成本都起到了积极作用，随着植物结构基因组和功能基因组研究的深入、生物化学与分子生物学的进一步发展，对植物生长、发育、代谢的生理生化过程中相关基因功能及其调控机制不断明确，利用植物基因工程技术在分子基础上设计和优化能源植物将成为今后改良能源植物的重要研究方向.
问题
我国对能源植物的开发和应用研究起步较晚，与西方发达国家相比还有相当大的差距，且多数研究以木本植物为主[39]
. 许多研究，尤其是对草本能源植物的研究还处在开发
阶段[40-41]
，目前还存在许多问题.
（1） 对纤维素类草本能源植物资源的评估相对滞后，对它们的种类和分布状况没有进行全面的普查. 我国作为一个资源大国，有许多像柳枝稷、芒、虉草和芦竹这样的能源植物，其中芒、虉草和芦竹在我国就有天然分布，另外还有河八王属、蔗茅属、金茅属、香茅属、菅草属和狼尾草属等生物质产量很高的C4多年生禾草植物，但目前尚缺乏系统的研究利用及开发评价.
（2）目前可利用的优良品种不多，很多尚处在自生自灭的野生或半野生状态，未被驯化栽培. 因此还需要筛选或引进优良种，或通过遗传改良手段人工选育优良种.
（3）由于我国对能源植物的开发利用刚开始起步，纤维素类草本能源植物的种植规模小且缺乏大面积栽培. 同时，缺乏相关的研究条件和试验基地. 因此我国应扩大草本能源植物的种植面积，建立相应的研究基地，使其向产业化和规模化迈进.
（4）目前制备生物能源的相关技术和加工工艺仍不完善. 比如纤维素酶的活性低，价格昂贵，以及半纤维素的戊糖成分的酒精发酵技术等尚不成熟，限制了将纤维素类生物质转化成燃料乙醇等生物能源. 因此，在纤维素的开发利用方面，筛选优良、高效、廉价的纤维素酶并摸索其发酵条件，以降低生产成本，提高其利用率，是纤维素利用的关键因素.
5 展 望
我国地跨温带、亚热带和热带雨林地区，植物资源十分丰富，为开发能源植物资源提供了得天独厚的条件. 草本纤维素类能源植物是一类值得研究和开发利用的生物质能源植物，目前已在欧美等国加以开展，而在我国还尚未受到重视. 如果在我国也能将此类资源加以充分利用，不仅可以缓解我国能源紧张的问题，还可以充分利用目前尚未利用的荒芜土地，提高土地的利用率，改变农业种植结构，提高农民的经济收入，进而促进国民经济的高效发展. 参考文献 [References]
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无机纳米相_纳米纤维素杂化纳米材料的研究进展
第48卷第1期 2014年1月生物质化学工程Biomass Chemical Engineering Vol．48No．1 Jan．2014 doi ：10．3969/j．issn．1673-5854．2014．01．006 ·综述评论———生物质材料· 无机纳米相-纳米纤维素杂化纳米材料的研究进展 收稿日期：2013-09-16 基金项目：国家自然科学基金（31000276）；福建省高校杰出青年人才基金（JA11071）；福建省高校新世纪优秀人才基金（JA12088）； 福建农林大学杰出青年人才基金（xjq201208） 作者简介：吴巧妹（1987—），女，福建三明人， 硕士生，主要从事植物纳米纤维素复合材料的研究*通讯作者：陈燕丹，博士，副教授，硕士生导师，主要研究方向是生物质材料的制备与功能化设计；E- mail ：fjaucyd@163．com 。吴巧妹，陈燕丹*，黄彪，陈学榕 (福建农林大学材料工程学院，福建福州350002) 摘要：分别介绍了近年来利用贵金属纳米粒子、无机陶瓷纳米相(包括金属氧化物、金属硫化物、黏土类、纳米羟基磷灰石和纳米碳酸钙)、磁性纳米纤维素、 碳纳米相与纳米纤维素进行复合的研究进展，并建议加强对纳米纤维素基杂化材料的基础理论研究，改进现有制备方法并开发出更加节能减耗的新方法，以及更多极具应用前景的无机纳米材料实现优势互补的分子级复合，定向设计合成出适用不同场合、满足不同需求的高性能、多功能新型先进复合材料。 关键词：纳米纤维素;杂化纳米材料;无机纳米粒子;碳纳米相 中图分类号：TQ35;O636．1文献标识码：A 文章编号：1673- 5854(2014)01-0028-09Advances in Inorganic-nanocellulose Hybrid Nanomaterials WU Qiao-mei ，CHEN Yan-dan ，HUANG Biao ，CHEN Xue-rong （College of Materials Engineering ，Fujian Agriculture and Forestry University ，Fuzhou 350002，China ） Abstract ：This paper summarized the recent Ｒ＆D progresses on nanocellulose hybrid composites incorporated with noble metal nanoparticles ，nano ceramic compounds （including metal oxides ，metal sulfides ，nano-clay ，nano-hydroxyapatite ，nano-calcium carbonate ），magnetic nanoparticles and nano-carbon materials ，respectively．An overview on the challenge and development prospects of the nanocellulose-based hybrid composites was discussed ，too． Key words ：nanocellulose ；hybrid nanocomposites ；inorganic nanoparticles ；nano-carbon materials 无机-有机杂化纳米材料是继单组分材料、复合材料和梯度功能材料之后的第四代新材料［1］。纳米纤维素是一种新型的生物纳米材料，具有特殊的结构特点和优良的性能。无机纳米相-纳米纤维素杂化纳米材料因兼具或超越了纳米纤维素和无机纳米材料单一组分的性能优点，而成为纳米纤维素复合材料的研究热点。利用物理、化学、生物方法制备获得的天然纳米纤维素依次为微纤丝化纤维素（MFC ）或纳纤丝化纤维素（NFC ）、纳米晶体纤维素（NCC ）和细菌纳米纤维素（BNC ）。以纳米纤维素作为结构增强相和兼具生物大分子模板效应的天然高分子基体，在绿色高性能纳米复合材料的设计组装中日益扮演重要角色。在过去的十几年里，国内外针对纳米纤维素的制备、表征、表面修饰及其复合材料开展了较多的研究工作［2－4］。目前，交叉结合纳米科学、化学、物理学、材料学、生物学及仿生学等学科，利用共混法、溶胶-凝胶法、插层法、模板组装法、非共价弱相互作用复合法和仿生矿化等方法，进一步将纳米纤维素优越的机械性能与功能性无机纳米材料进行优势互补，构筑结构可塑、稳定，集轻质和强韧于一身的新型无机纳米相-纳米纤维素杂化纳米材料，正在成为国内外科学家竞相开展的研究课题。本文主要针对国内外纳米纤维素与各种无机纳米相杂化复合，制备功能型纳米纤维素新材料的研究进展进行综述。
微晶纤维素制备、应用及市场前景的研究
微晶纤维素制备、应用及市场前景的研究 曲阜天利药用辅料有限公司生产技术部，山东曲阜273105 摘要：纤维素是自然界中最丰富的天然高分子材料。对解决目前世界面临的资源短缺、环境恶化、可持续发展等问题具有重要意义。纤维素在一定条件下进行酸水解，当聚合度下降到趋于平衡时所得到的产品称为微晶纤维素( micro.crystalline cellulose，MCC)。微晶纤维素为白色或类白色、无臭、无味的多孔性微晶状颗粒或粉末,具有高度可变形性，是可自由流动的纤维素晶体组成的天然聚合物,通常 MCC的粒径大小一般在20-80微米之间，它广泛用于食品、医药及其他工业领域。 关键词：微晶纤维素；MCC;制备；应用；市场前景。 Microcrystalline cellulose preparation, application and market prospect of research QuFuTianLi medicinal materials co., LTD., production technology department shandong qufu 273105 Abstract:Cellulose is the most abundant natural polymer materials in the nature。To solve the shortage of resources in the world, the problem such as environmental degradation, sustainable development is of great significance。Cellulose under certain conditions with acid hydrolysis，When the polymerization degree decline to tend to balance the resulting product is called the microcrystalline cellulose(micro.crystalline cellulose，MCC)。Microcrystalline cellulose is white or kind of white, odorless, tasteless porous micro crystalline granular or powder，With high deformability，Is the free flow of natural polymer composed of cellulose crystal，Usually the particle size of MCC generally between 20 to 80 microns，It is widely used in food, medicine and other industrial fields。 Key words: microcrystalline cellulose, MCC. Preparation; Application; Market prospect 正文：微晶纤维素[1]为白色或类白色无臭、无味的多孔性微晶状颗粒或粉末,具有高度可变形性 ,对主药具有较大的容纳性 ,可作为片剂的填充剂、干燥粘合剂 ,同时具有崩解作用 ,广泛应用于医药、食品、轻工业等国民经济各部门。 在生产微晶纤维素时国外主要采用木材为原材料[2]，先收集木浆纤维素酸部分水解后的结晶部分，再经干燥粉碎而得到聚合度约200的结晶纤维素，我国棉花产量较高，成本较木材低，因此国内多以棉浆为原材料。决定微晶纤维素性能的主要因素[3]是制备方法和产品的质量控制标准。随着科技的发展，为了更大程
烟草行业现状、特点及前景分析
一、烟草行业概况 1．全国烟草行业规模、地位 我国是全世界最大的烟草生产国与消费国，生产并消费了全球1/3的卷烟，八项指标位居“世界第一”：烤烟种植面积第一；烤烟产量世界第一；烤烟增长速度世界第一；卷烟产销量世界第一；卷烟增长速度世界第一；吸烟人数世界第一；吸烟人数增加数量世界第一；烟税增长速度世界第一。中国有3.5亿烟民,占世界总数的25%，其烟草生产占全球的35%，而烟草销售占全球的32%。 近年来，烟草行业经济效益逐年稳步增长，现已居各行业之首，成为国家财政收入的支柱产业。2011年，我国烟草行业上缴国家财政6001.18亿元，占国家财政收入的5.7%。 2．全国烟草行业竞争格局 近年来，随着国家对于烟草行业“大企业、大品牌、大市场”战略目标的实施，烟草行业兼并重组不断推进，行业集中度较高，目前我国烟草制品业企业共151家，形成上烟、红塔、红云红河、湖南中烟、浙江中烟、湖北中烟等10大烟草集团以及“云烟系”、“湘烟系”和“沪烟系”三系领军的竞争格局。 （1）云烟系 云烟系占据我国烟草市场半壁江山。以“红塔”“红河”“云烟”三大品牌为核心，产品线丰富，高端品牌有小熊猫、云烟、玉溪、红塔山、红河V6、香格里拉等十几个；中端品牌有红河66、经典1956白红塔山（软包）、新境界美登、钓鱼台、88红河、恭贺新喜、阿诗玛、紫云烟等近三十个；低端品牌有红山茶、新品红梅-春等。目前战略扩张主要集中在西南云南、贵州、四川等地区。 （2）沪烟系 沪烟系以“中华”品牌为核心，高端品牌主要有上海、中华、红双喜1906、中南海、普红中南海、太阳中南海、利群等；中端品牌主要有深蓝国际五一、利群、大红鹰等，低端品牌主要有上海红双喜、北京长乐、八达岭、普健等。销售市场主要在江苏、浙江等区域。 （3）湘烟系 相对于云烟系和沪烟系，湘烟系组建时间较晚，在竞争实力方面目前还有一定差距。“湘烟系”主要品牌有芙蓉王和白沙等。其中高端品牌主要为芙蓉王、中端品牌为大白沙，低端品牌为芙蓉。 3．全国烟草行业市场分析
纤维素总结
一：纤维素的结构分类及应用： 1）纤维素的结构： 2）纤维素的分类： 根据其在特定条件下的溶解度,可以分级为:α—纤维素，β-纤维素，γ-纤维素，α—纤维素指的是聚合度大于200的纤维素,β-纤维素是指聚合度为10一200的纤维素,γ-纤维素是指聚合度小于10的纤维素。 3）纤维素的应用： 纤维素是一多羟基葡萄糖聚合物,经过特定的物理或化学改性后,具有不同的功能特性,可以粉状，片状，膜，纤维以及溶液等不同形式出现,因此用纤维素开发的功能材料极具灵活性及应用的广泛性。 3.1 高性能纤维材料： 纤维素纤维是现代纺织业的重要原料之一,同时也是纤维素化工和造纸业的重要原料，当前,纸己经成为社会发展的必需品,不仅大量应用于印刷，日用品及包装物,还可以用于绝缘材料，过滤材料以及复合材料等领域,具有广泛而重要的用途。 3.2 可生物降解材料
纤维素能够作为可降解材料的基材使用,因为纤维素具有很多独特的优点:(1)纤维素本身能够被微生物完全降解;(2)维素大分子链上有许多轻基,具有较强的反应性能和相互作用性能,使得材料便于加工,成本低,而且无污染;(3)纤维素具有很强的生物相容性;(4)纤维素本身无毒,可广泛使用，由于纤维素分子间存在很强的氢键,而且取向度和结晶度都很高,使得纤维素不溶于一般溶剂，高温下分解而不融,所以无法直接用来制作生物降解材料,必须对其进行改性，纤维素改性的方法主要有醋化，醚化以及氧化成醛，酮，酸等。纤维素生物降解材料应用广泛,例如园艺品，农，林，水产用品，医药用品，包装材料及光电子化学品等,这里要特别提出的是纤维素在医学，光电子化学，精细化工等高新技术领域应用的更好西川橡胶工业公司研制开发的纤维素，壳聚糖系发泡材料存在很好的应用前景,其特点是重量轻，绝热性好，透气，吸水等,这些特点使其广泛应用于农业，渔业，工业，包装，医疗等各个领域。 3.3 纤维素液晶材料： 天然纤维素及其衍生物液晶是一类新颖的液晶高分子材料，和其它的纤维素衍生物液晶相比,新型的复合型纤维素衍生物液晶在纤维素大分子链中引入了刚性介晶基元,使得控制其液晶性质能够成为现实"这同时就为开发具有特殊性能的液晶高分子提供了新的研究领域,并且其相应的理论基础研究对探索高分子液晶的形成也有十分重要的指导意义，另外,由于天然纤维素是自然界取之不尽，用之不竭的可再生天然高分子,那么在石油及能源日益枯竭的今天,我们就很有必
微晶纤维素的研究进展_何耀良
基金项目:广西科学基金资助项目(桂科自0991024Z);广西培养新世纪学术和技术带头人专项资金资助项目(2004224) 收稿日期:2009-06-19 综述与进展 微晶纤维素的研究进展 何耀良1,廖小新2,3,黄科林1,6,吴 睿4,王 5 ,刘宇宏1,黄尚顺1,李卫国1 (1.广西化工研究院,广西南宁 530001;2.广西大学商学院,广西南宁 530004; 3.广西桂林市建筑设计研究院,广西桂林 541002; 4.广西民族大学化学与生态工程学院,广西南宁 530006; 5.广西大学化学化工学院,广西南宁 530004; 6.广西新晶科技有限公司,广西南宁 530001) 摘 要:微晶纤维素是天然纤维素水解至极限聚合度得到的一种聚合物,广泛用于食品、医药及其他工业领域,本文综述了国内外微晶纤维素的制备研究进展。 关键词:微晶纤维素;研究进展;制备 中图分类号:T Q 352 文献标识码:A 文章编号:1671-9905(2010)01-0012-05 微晶纤维素(Microcrystalline cellulose,M CC)是天然纤维素经稀酸水解至极限聚合度(LOOP)的可自由流动的极细微的短棒状或粉末状多孔状颗粒,颜色为白色或近白色,无臭、无味,颗粒大小一般在20~80L m,极限聚合度(LODP)在15~375;不具纤维性而流动性极强。不溶于水、稀酸、有机溶剂和油脂,在稀碱溶液中部分溶解、润涨,在羧甲基化、乙酰化、酯化过程中具有较高的反应性能。由于具有较低聚合度和较大的比表面积等特殊性质,微晶纤维素被广泛应用于医药、食品、化妆品以及轻化工行业。 自1875年Girard 首次将纤维素稀酸水解的固体产物命名为/水解纤维素0后,100多年以来,微晶纤维素的研究,一直是纤维素高分子领域中的一个热点课题。美国粘胶纤维公司于1957年研究出微晶纤维素的生产方法,于1961年获得原始专利并工业化生产。美国FMC 公司于1961年研究开发生产微晶纤维素,目前已经是全美甚至世界上最大生产公司[1]。我国在微晶纤维素研究方面起步较晚,但从20世纪70年代开始我国在微晶纤维素方面生产已初见成效,20世纪80年代国内厂家生产的微晶纤维素逐步取代国外如西方石油公司、日本等公司的产品,到20世纪90年代我国研制的微晶纤维素质量达到国外同类产品的质量标准。 随着科技的发展,为了更大程度降低成本,有效利用资源和加强环保,人们也在不断研究采用更好的原料和更好的方法来生产微晶纤维素,并进一步探究其可能的用途。本文主要根据国内外的有关文献报道综述了利用不同原料制备微晶纤维素的研究进展。 1 国内微晶纤维素研究进展 111 甘蔗渣微晶纤维素的制备研究 甘蔗渣纤维素的聚合度(DP)一般在500~700之间,水解后的平衡聚合度(DP)在100~200之间。甘蔗渣由于灰分高、白度低(灰分为112%~118%,白度为70%~80%),因此要用它来制备微晶纤维素必须进行增白和降低灰分处理。罗素娟[2]选择盐酸(工业级)来催化水解制备微晶纤维素,其流程见图1。其中固液比为1B 15,水解进行35min,即达到平衡聚合度。研究表明以甘蔗渣浆粕为原料生产微晶纤维素是可行的,产品质量符合标准要求,其中得率为82118%,聚合度为120,其颗粒数量分布较均匀,粒径较小,中位粒径1112L m,小于25L m 的产品占9211%,水分2142%,灰分0113%,白度90198%,经应用试验,效果良好,母液可以循环使用。生产废水经处理后达到排放要求。 第39卷 第1期2010年1月 化 工 技 术 与 开 发Technology &Development of Chemical Industry Vol 139 No 11 Jan 12010
羟丙基甲基纤维素的发展现状与应用前景
学号:4111200059 泰山医学院毕业设计（论文） 题目：羟丙基甲基纤维素的发展现状 与应用前景 院（部）系化工学院 所学专业化学工程与工艺 年级、班级2011级本科2班 完成人姓名靳宗霞 指导教师姓名 专业技术职称吴秀勇副教授 2015年6 月10日
论文原创性保证书 我保证所提交的论文都是自己独立完成，如有抄袭、剽窃、雷同等现象，愿承担相应后果，接受学校的处理。 专业： 班级： 签名： 年月日
泰山医学院本科毕业设计（论文） 摘要 羟丙基甲基纤维素，也叫做羟丙甲纤维素、纤维素羟丙基甲基醚，是选用高度纯净的棉纤维素作为原料，在碱性条件下经专门醚化而制得的。 羟丙甲基纤维素的最主要用途体现在建筑业、陶瓷制造业、涂料业、油墨印刷、塑料、医药等行业，这一产品还广泛用于皮革、纸制品业、果蔬保鲜和纺织业等。 本文通过对羟丙甲基的合成方法、溶解方法、测定方法的介绍来阐述羟丙甲基纤维素，再通过对羟丙甲基的用途以及发展现状来介绍其应用前景。 关键词：羟丙甲基纤维素；用途；发展现状；应用前景
泰山医学院本科毕业设计（论文） Abstract Hydroxypropyl methyl cellulose, also known as hydroxypropyl methyl cellulose, hydroxypropyl methyl cellulose ether，Is highly pure cotton cellulose as raw materials, under the condition of alkaline specially made by etherification. Reflected in the main purpose of hydroxypropyl methyl cellulose due to construction, ceramic manufacturing, printing ink, plastics, pHarmaceutical and other industries, the product is widely used in leather, paper products, fresh-keeping, and textile industry etc. This article through to the synthesis of hydroxypropyl methyl, dissolving method, the measuring method is introduced to illustrate the hydroxypropyl methyl cellulose, again through the use of hydroxypropyl methyl and development present situation to introduce its application prospect. Keyword: Hydroxypropyl methyl cellulose, Use, Current situation of the development, Application prospect
纤维素的结构及性质
一.结构 纤维素是一种重要的多糖，它是植物细胞支撑物质的材料,是自然界最非丰富的生物质资源。在我们的提取对象－农作物秸秆中的含量达到450－460g/kg。纤维素的结构确定为β-D-葡萄糖单元经β－（1→4）苷键连接而成的直链多聚 体，其结构中没有分支。纤维素的化学式：C 6H 10 O 5 化学结构的实验分子式为 （C 6H 10 O 5 ） n 早在20世纪20年代，就证明了纤维素由纯的脱水D-葡萄糖的重复 单元所组成，也已证明重复单元是纤维二糖。纤维素中碳、氢、氧三种元素的比例是：碳含量为％，氢含量为％，氧含量为％。一般认为纤维素分子约由8000～12000个左右的葡萄糖残基所构成。 O O O O O O O O O 1→4）苷键β-D-葡萄糖 纤维素分子的部分结构（碳上所连羟基和氢省略）二．天然纤维素的原料的特征 做为陆生植物的骨架材料，亿万年的长期历史进化使植物纤维具有非常强的自我保护功能。其三类主要成分－纤维素、半纤维素和木质素本身均为具有复杂空间结构的高分子化合物，它们相互结合形成复杂的超分子化合物，并进一步形成各种各样的植物细胞壁结构。纤维素分子规则排列、聚集成束，由此决定了细胞壁的构架，在纤丝构架之间充满了半纤维素和木质素。天然纤维素被有效利用的最大障碍是它被难以降解的木质素所包被。 纤维素和半纤维素或木质素分子之间的结合主要依赖于氢键，半纤维素和木质素之间除了氢键外还存在着化学健的结合，致使半纤维素和木质素之间的化学健结合主要在半纤维素分子支链上的半乳糖基和阿拉伯糖基与木质素之间。 表：植物细胞壁中纤维素、半纤维素、和木质素的结构和化学组成
项目纤维素木质素半纤维素 结构单元吡喃型D－葡萄 糖基G、S、H D-木糖、苷露糖、L-阿拉伯糖、 半乳糖、葡萄糖醛酸 结构单元间连接键β-1,4-糖苷键多种醚键和C-C 键，主要是 β-O-4型醚键 主链大多为β-1,4-糖苷键、 支链为 β-1,2-糖苷键、β-1,3-糖苷 键、β-1,6-糖苷键 聚合度几百到几万4000200以下 聚合物β-1,4-葡聚糖G木质素、GS木质 素、 GSH木质素木聚糖类、半乳糖葡萄糖苷露聚糖、葡萄糖甘露聚糖 结构由结晶区和无 定型区两相 组成立体线性 分子α不定型的、非均一 的、非线性 的三维立体聚合 物 有少量结晶区的空间结构不 均一的分子，大多为无定型 三类成分之间的连接氢键与半纤维素之间 有化学健作用 与木质素之间有化学健作用 天然纤维素原料除上述三大类组分外，尚含有少量的果胶、含氮化合物和无机物成分。天然纤维素原料不溶于水，也不溶于一般有机溶剂，在常温下，也不为稀酸和稀碱所溶解。 三．纤维素的分类 按照聚合度不同将纤维素划分为：α-纤维素、β-纤维素、γ-纤维素，据测α-纤维素的聚合度大于200、β-纤维素的聚合度为10～100、γ-纤维素的聚合度小于10。工业上常用α-纤维素含量表示纤维素的纯度。 综纤维素是指天然纤维素原料中的全部碳水化合物，即纤维素和半纤维素的总和。
中国纤维素纤维发展现状
中国纤维素纤维发展现状（2013年） 1.1 中国纤维素纤维发展现状 1. 1.2 世界纤维素纤维发展现状 据美国《Fiber Organon》统计，在2012年期 间，世界纤维素纤维（不包括 溶剂纺和烟嘴用醋酯丝束）的 生产量为404万吨，相比2011 年增加了11%。普通粘胶长丝、 粘胶短纤、中等强力粘胶长丝 和铜铵纤维长丝的生产量以中国最多，其生产量为266.58万吨，占世界的66%（2008年这一比例为50%），相比2011年增加了11%。 中国纤维素纤维产量情况万吨 根据欧瑞康纤维统计获悉，近几年世界纤维素纤维年需求平均增
长率达9%，中国纤维素纤维产业随着技术进步发展迅速，近几年产量已达世界总产量的50%以上。但是面对发达国家生产技术的快速发展和其它发展中国家同质化的竞争，中国纤维素纤维产业仍然存在很多问题和挑战，纤维素纤维行业低水平的重复建设导致行业竞争日趋激烈。国内纤维素纤维行业木浆使用比例已超过棉浆达到60%，而木浆进口依存度居高不下(2010年木浆进口达到95%)，定价权完全掌握在国外相关企业手中。如何控制低水平重复建设、优化产业结构、提高产业集中度、增强行业竞争力，是中国纤维素纤维行业发展面临的首要问题。 虽然溶剂法生产纤维素纤维具有一系列优点，但由于发达国家已经走在前面，加之知识产权制约及技术封锁，也使中国再生纤维素纤维的发展面临诸多困难。 纤维生产企业自身科研开发能力弱，新产品产业化程度低，下游产业应用与产品开发不能有效接轨，产业结构不合理，常规品种生产过剩，产品差别化、功能化水平低等潜在问题。2012年纤维素纤维产品差别化率仅为10%，远低于发达国家的50%以上水平。 由于全球溶解浆的迅速扩能，使中国溶解浆市场出现进口数量大增，国内溶解浆价格大幅下跌的过剩局面，中国溶解浆企业开工大幅度下降。尤其是棉浆和竹浆基本开工不足40%，同时纤维素纤维制造企业自产配套浆厂也加剧了亏损。2012年中国进口化纤浆粕180.76万吨，占到中国化纤浆粕消耗的47%左右，占中国化纤浆粕产量的88%。目前，国外进口溶解浆售价880-920美元/吨，加上税费折合人
能源互联网的发展现状
能源互联网的发展现状 能源互联网是什么？杰里米·里夫金（Jeremy Rifkin）在所著的《第三次工业革命》中第一次对其进行阐述，电网将变成分布式和可分享，电网会变成像互联网一样。这里所说的能源互联网，实际上是一种隐喻，其实际意义是指“从分布集中的传统化石燃料以及铀能源向分散式的新型可再生能源转移”。 杰里米·里夫金对能源互联网（Energy Internet）描述的局限性： 1. 杰里米·里夫金对能源互联网（Energy Internet）主要是对用户层的能源共享的愿景。而对能源系统缺乏总体的把握，对能源系统的层次结构也没有清楚的描述。 2. 杰里米·里夫金对能源互联网（Energy Internet）的命名不够全面。要准确描述能量这个与时间有关的物理量，应由功率（POWER）和能量（ENERGY）来共同表述。前者更关注能量随时间的变化，而后者表示给定时间段的能量消耗或生产。 3. 杰里米·里夫金在其著作《第三次工业革命》中未阐述智能电网与能源互联网之间的关系。 一、美国——FREEDOM系统，提升能源效率 针对可再生能源的日益普及，FREEDOM系统的理念是在电力电子、高速数字通信和分布控制技术的支撑下，建立具有智慧功能的革命性电网构架吸纳大量分布式能源，通过综合控制能源的生产、传输和消费各环节，实现能源的高效利用和对可再生能源的兼容。
由于需要更加稳定、高效、安全的电网，以及实现以风能和太阳能为代表的新能源大规模替代化石能源，电网将不可避免地走向智能化和分散化。而这一趋势，正在从隐喻意义上的“互联网式的电网”，转向真正的能源互联网，即用互联网、云计算、大数据技术，来管理现代文明中最基础的产品——电力。如果说电力是现代产业和消费的中枢神经，那么互联网技术将是电网的中枢神经。 从当年IBM最早提供智能电网的解决方案，到目前趋势是硅谷的高科技公司在引领能源互联网的风潮。其创新领域大致包括以下几个方向：提升能源效率：美国的能源互联网公司——奥能公司OPower (下称奥能)，于2014年4月在纽交所上市。奥能目前在全球已与100家公用事业企业建立服务协议，为超过6000万户的家庭提供能效管理。 奥能创建于2007年，准确的说它是一家软件公司，借助先进的数字化通讯手段，与客户建立联络平台，通过分析公用事业公司的能源数据，以及其他各类第三方数据，进而为用户提供节能方案。2015年4月14日，奥能跟随美国“智能城市—智慧增长”总统商业发展代表团访问中国。 用户通过奥能提供的平台，可以清楚知道这个冰箱、电视、热水器、手机等在这个月的用电量，甚至可以到自己邻居的能源使用情况，从而进行对比，合理规划能源使用情况。奥能的数据平台能够帮助电力公司降低用电高峰时期的用电量，不仅为用户，也为电力公司节省了能源。 目前，奥能在全球已与100家公用事业企业建立服务协议，为超过6000万户的家庭提供能效管理。根据奥能董事长拉斯基的测算，截至目前，奥能帮助用户节省了约60亿千瓦时的电力，2014年，其帮助节省电力约27亿千瓦时。其表示，美国最大水力发电站之一的胡佛水电站，平均每年的发电量为39亿千瓦时，预计今年奥能帮助用户节省的电量将超过胡佛水电站的发电量。 奥能85%的利润额都来自美国，但其业务已经扩展到日本、新西兰、英国、法国等诸多国家。目前，奥能只在香港开展了一个项目，已经与国家电网公司、南方电网公司以及其他一些电力公司建立了商业联系。 大数据+服务：甲骨文创始人之一Thomas M. Siebel创办的C3 Energy，通过集成大数据形成分析引擎，提供电网实时监测和即时数据分析，同时也能对终端用户进行需求响应管理。另外，拥有大数据可以产生更多的商业模式，如用于节
微晶纤维素的研究进展
微晶纤维素的研究进展
微晶纤维素的研究进展 高分子材料2班刘卓君 20080402B020 摘要：微晶纤维素是可自由流动的纤维素晶体组成的天然聚合物,它是天然纤维素经稀酸水解并经一系列处理后得到的极限聚合度的产物。广泛用于食品、医药及其他工业领域，本文综述了微晶纤维素的特性、理化性质、制备方法以及国内外微晶纤维素的研究进展。 关键词：微晶纤维素；结晶度；聚合度；可压性；流动性；制备；研究进展 正文：微晶纤维素(MCC)是由天然纤维素经稀无机酸水解达到极限聚合度的极细微的白色短棒状或无定形结晶粉末,无臭、无味。颗粒大小一般在20-80微米，极限聚合度(L0DP)在15～375；不具纤维性而流动性极强。不溶于水、稀酸、有机溶剂和油脂，在稀碱溶液中部分溶解、润涨，在羧甲基化、乙酰化、酯化过程中具有较高的反应性能。由于具有较低聚合度和较大的比表面积等特殊性质，微晶纤维素被广泛应用于医药、食品、化妆品以及轻化工行业。
微晶纤维素有两种主要形式:细粉末和胶体状。前者用于吸附剂或粘合剂,后者作为液体中的分散剂。粉末状微晶纤维素的应用范围是作为抗结块剂,它有防结块和帮助流动的作用。另外,微晶纤维素还是食品中非营养部分,用作健康食品中的食用纤维。作为功能食用纤维,微晶纤维素可起到诸多保健作用。微晶纤维素有吸油特性,所以粉末化的微晶纤维素还被用作香精和香料油的载体。另外,它常被用于某些挤出食品的助流剂。胶体状微晶纤维素的多功能性表现在:乳化和泡沫稳定性;高温下稳定性;非营养性填充物和增稠剂;液体的稳定和胶化剂;改善食品结构;悬浮剂;冷冻甜食中控制冰晶形成。 随着科技的发展，为了更大程度降低成本，有效利用资源和加强环保，人们也在不断研究采用更好的原料和更好的方法来生产微晶纤维素，并进一步探究其可能的用途。 1.微晶纤维素的理化性质 MCC 的用途广泛,用以描述的指标很多,主要有聚合度、结晶度、粒度、吸水值、润湿热、比表面积、填积密度、过滤指数和特性粘数等。
我国烟草信息化现状分析与对策探讨
我国烟草信息化现状分析与对策探讨 摘要： “三农”问题是我国改革发展的重中之重，烟草生产是大农业的一个组成部分，如何更好的发展烟草生产，保障烟草生产的可持续发展，加快传统烟草生产向烟草信息化转变的步伐，是摆在每个烟草人面前的重大课题。发展烟草信息化，是以科学发展观统领烟草工作的必然要求，顺应我国国民经济发展的客观趋势，符合当前烟草生产发展的规律，代表烟草生产的发展方向。加入WTO后的中国烟草市场将逐步开放，面对经济一体化、烟草国际化、信息网络化的新形势，中国烟草业即将面临日益加重的、来自国内外的双重竞争，面临严峻挑战。这场竞争不仅仅是人、技术、产品、服务、市场的竞争，更是一场管理思想、经营理念的竞争。用现代技术和管理手段，推动企业现代化水平的提高，全力打造“数字烟草，数字企业”，使信息化建设在企业改革与发展中发挥更大的作用，做到管理精细化、分析理性化和决策科学化。 对此，本论文在对烟草信息化现状及存在问题进行分析的基础上，以案例形式对烟草行业信息化进行了分析，最后提出风险规避和信息化保障措施，促进烟草信息化健康发展。 关键字：烟草信息化信息技术烟草行业
Abstract "ru ral economy, rural development and rural demography" is the most important problem during the development of our country reform , tobacco production is an integral part of agriculture, how to better develop tobacco producing, guaranteeing the sustainable development of tobacco production, accelerating traditional tobacco production tobacco information pace, is placed in each of the major task before the tobacco.Development of tobacco information, is based on the scientific outlook on development and the inevitable requirement of tobacco, complying with the development of economy of our country countryman objective trend, in line with the current development of tobacco production, tobacco production on behalf of the development direction of.After joining WTO, Chinese tobacco market will gradually open up, in the face of economic integration, tobacco internationalization, the information network of the new situation,Chinese tobacco industry will face increasing international double competition from domestic , facing severe challenges.This competition is not only among people, technology, products and service in the market, but a competition between management ideas and business concept .With modern technology and management methods, promoting enterprise modernization level rise, the full build "digital tobacco, digital enterprise", make the informatization construction in the reform and development of enterprises play a greater role, make the management of refinement, analysis of rational and scientific decision. Acrroding to this, the thesis bases on the analysis of tobacco informationization present situation and problems , in the form of case of informatization of tobacco industry are analyzed, finally put forward the risk aversion and information security measures to promote the healthy development of tobacco information technology. Keywords: tobacco industry，information technology，tobacco
微晶纤维素的研究进展思路
微晶纤维素的研究进展 高分子材料2班刘卓君 20080402B020 摘要：微晶纤维素是可自由流动的纤维素晶体组成的天然聚合物,它是天然纤维素经稀酸水解并经一系列处理后得到的极限聚合度的产物。广泛用于食品、医药及其他工业领域，本文综述了微晶纤维素的特性、理化性质、制备方法以及国内外微晶纤维素的研究进展。 关键词：微晶纤维素；结晶度；聚合度；可压性；流动性；制备；研究进展 正文：微晶纤维素(MCC)是由天然纤维素经稀无机酸水解达到极限聚合度的极细微的白色短棒状或无定形结晶粉末,无臭、无味。颗粒大小一般在20-80微米，极限聚合度(L0DP)在15～375；不具纤维性而流动性极强。不溶于水、稀酸、有机溶剂和油脂，在稀碱溶液中部分溶解、润涨，在羧甲基化、乙酰化、酯化过程中具有较高的反应性能。由于具有较低聚合度和较大的比表面积等特殊性质，微晶纤维素被广泛应用于医药、食品、化妆品以及轻化工行业。 微晶纤维素有两种主要形式:细粉末和胶体状。前者用于吸附剂或粘合剂,后者作为液体中的分散剂。粉末状微晶纤维素的应用范围是作为抗结块剂,它有防结块和帮助流动的作用。另外,微晶纤维素还是食品中非营养部分,用作健康食品中的食用纤维。作为功能食用纤维,微晶纤维素可起到诸多保健作用。微晶纤维素有吸油特性,所以粉末化的微晶纤维素还被用作香精和香料油的载体。另外,它常被用于某些挤出食品的助流剂。胶体状微晶纤维素的多功能性表现在:乳化和泡沫稳定性;高温下稳定性;非营养性填充物和增稠剂;液体的稳定和胶化剂;改善食品结构;悬浮剂;冷冻甜食中控制冰晶形成。 随着科技的发展，为了更大程度降低成本，有效利用资源和加强环保，人们也在不断研究采用更好的原料和更好的方法来生产微晶纤维素，并进一步探究其可能的用途。 1.微晶纤维素的理化性质 MCC 的用途广泛,用以描述的指标很多,主要有聚合度、结晶度、粒度、吸水值、润湿热、比表面积、填积密度、过滤指数和特性粘数等。 1. 1 结晶度 结晶度是指结晶区占纤维素整体的百分率。结晶度的大小对纤维素纤维的尺寸稳定性和密度等都有影响,常规测量方法X2射线衍射法和红外光谱法。通过分析后表明,MCC 都保留有纤维素I 的结晶,结晶度与晶体大小都比纤维原料的要大,结晶度Kp 一般都在0. 60 以上。 1. 2 聚合度 聚合度是指纤维素中重复的葡萄糖结构单元的数目。不同原料得到的MCC 的聚合度差别较大,如表1所示。MCC 的分散性越小, 说明MCC 的分布均一。从理论上讲,纤维素原料都可以生产不同聚合度范围的MCC 产品。 1. 3 比表面积
我国烟草行业现状探
中国烟草行业现状探析 存量市场争饭碗，外烟巨鳄悄入场。 地方名企突围忙，行业兼并成时尚。 品牌天天挂嘴上，无效口号喊得响。 营销人员喝酒忙，前景未卜人不慌。 广告限制成硬伤，挂名广告在凤凰。 烟草公司急急忙，投入巨资建大网。 牌号缩减力度强，营销套路变了样。 ——作者题记 随着我国加入WTO后保护期的尾声临近，国内越来越多的垄断行业开始逐步开放市场。如保险行业由前几年限定外资企业在指定城市经营保险到2004年12月始全面开放市场，近期石油行业也开始由国家完全垄断到有外资直接参与成品油的经营。中国的烟草行业，也将在未来的几年内面临全面开放市场，进入国内市场国际化的全面自由竞争局面。 面对即将来临的市场开放，中国烟草业有着很多不俗的地方。 中国烟草行业是国家税收的主要贡献者，有“十有其一”之说法：行业年税收为国家的总税收的10%之多，这样巨大的贡献是在平均税率不超过46%的行业低税率情况下达成的，而发展国家的烟草行业税一般在50-60%之间，可见我国烟草行业对国家经济的重要性。中国的卷烟市场，在世界有三个“三分之一”的说法：三亿多烟民，占世界总烟民的近1/3；中国的烟叶生产量及成品烟销售量也是世界的1/3左右。同时，中国有着八个世界第一：烤烟种植面积第一；烤烟产量世界第一：烤烟增长速度世界第一；卷烟产销量世界第一；卷烟增长速度世界第一；吸烟人数世界第一；吸烟人数增加数量世界第一；烟税增长速度世界第一。如此多的优势，足以说明在国家专卖政策保护下的烟草行业面对自由市场经济的到来是非常有“底气”的。 当然，在种种优势的光环下，外界的压力却同样令人担忧。 让我们来看一组小数字，中国烟企大小加起来数百家，牌号从之前的几千个到现在仍有数百个，最强势品牌红塔山的行业市场集中度，不超过2%，而这一数据与美国和英国都超过了60%。中国卷烟行业市场经济化运作才刚刚开始，而发达国家已持续了数十年，其市场运作手段花样百出又极具效果。中国所有成品烟的生产总量，低于世界排名前四位的四大烟草集团成品烟总量，仅为其90%左右。中国销量最好的香烟单牌号，总销量不及美国万宝路的1%。中国的香烟品牌建设才刚刚属于起步阶段，而品牌的建设将
纤维素降解菌研究概况及发展趋势
纤维素降解菌研究概况及发展趋势 赵斌 （山东农业大学生命科学学院 2010级生物工程三班） 摘要 纤维素是地球上最丰富的可再生有机资源，因为难分解大部分未被人类利用。另外，纤维素是造纸废水的COD和SS的主要来源之一。分解纤维素并将其转化成动物易吸收或利用的能源、食物、饲料或化工原料，是纤维素合理应用的重要途径。筛选高效纤维素分解菌，确定其酶学性质是降解纤维素的关键。 关键词：微生物；纤维素；降解；纤维素酶 Abstract Cellulose is the earth's most abundant renewable organic resources, because the majority is not difficult to break down human use. In addition, the cellulose is one of the main sources of the papermaking wastewater COD and SS. Into the animal's susceptibility to absorption or utilization of energy, food, feed or chemical raw materials decompose cellulose and cellulose reasonable application. Screening cellulolytic to determine the nature of its enzymatic degradation of cellulose. 纤维素是地球上最丰富、来源最广泛的碳水化合物，同时也是地球上最大的可再生资源，占地球生物量的约50%[1]。纤维素分子本身的致密结构以及由木质素和半纤维素形成的保护层造成纤维素不容易降解而难以被充分利用或被大多数微生物直接作为碳源物质而转化利用。中国每年仅农业生产中形成的农作物残渣(稻草、秸秆等)就约有7亿吨, 工业生产中还有数百万吨的纤维素废弃物, 但都没有得到充分利用,相当大的一部分被废弃、焚烧, 不仅严重污染环境，同时也浪费了可利用的有用资源和能源。另外，纤维素是造纸废水的COD和SS的主要来源之一，造纸废水中含有大量的纤维素，造纸黑液难以处理，严重污染水环境[2]。 因此有效的开发利用纤维素资源已是目前的一个研究热点，分解纤维素并将其转化成动物易吸收或利用的能源、食物、饲料或化工原料，是纤维素合理应用的重要途径[1]。目前纤维素降解主要是酸解、酶解和微生物降解，无论是酶解还是微生物降解都离不开高效纤维素降解菌株。微生物对纤维素的降解与转化不仅是自然界中碳素转化的主要环节，也是土壤微生物能量代谢的主要来源。纤维素的分解主要依靠微生物产生的胞外酶完成，纤维素酶是水解纤维素生成纤维二糖及葡萄糖的一类酶的总称[3]。 一、纤维素降解菌的研究现状 1.1纤维素的结构及微生物降解过程