淀粉结构及相关性质综述

淀粉结构及相关性质综述

摘要：淀粉是高等植物中常见的组分，是碳水化合物储藏的主要形式。淀粉在生活、生产

中都具有广泛应用，淀粉的深层研究对人们的生活和新产品的研制都有重要意义。本文介绍了淀粉的相关知识，包括淀粉的结构与性质、阳离子淀粉、淀粉酶及淀粉的酸解等，并对淀粉的发展进行了展望。

关键词：结构性质阳离子淀粉酸解淀粉酶

一．淀粉的结构及物理化学性质

1.淀粉的分子结构

淀粉是葡萄糖的高聚体，在餐饮业又称芡粉，通式是(C6H10O5)n，水解到二糖阶段为麦芽糖，化学式是（C12H22O11），完全水解后得到葡萄糖，化学式是（C6H12O6 ）。淀粉颗粒含有微量的非碳水化合物，如蛋白质、脂肪、无机盐等，其中除脂肪酸被直链淀粉分子吸附，磷酸与支链淀粉分子呈酯化结合之外，其他物质都是混杂在一起。淀粉分子是由许多α―D―吡喃葡萄糖基单元通过糖苷键连接而成的高分子化合物。淀粉的基本组成单位是α―D―吡喃葡萄糖（稳定的椅式构象）。淀粉有直链淀粉和支链淀粉之分，另外在许多淀粉中还存在第三种成分，即中间级分---轻度支化的直链淀粉。

1.1直链淀粉

1.1.1直链淀粉的分子结构及聚合度

一般的研究认为直链淀粉是一种线形多聚物，都是由α―D―吡喃葡萄糖通过α―D―1,4糖苷键连接而成的链状分子，呈右手螺旋结构，每六个葡萄糖单位组成螺旋的一个节距，在螺旋内部只含氢原子，是亲油的，羟基位于螺旋外侧。螺旋上重复单元之间的距离为10.6×10﹣1o，每个α―D―吡喃葡萄糖基环呈椅式构象。

直链淀粉没有一定大小，不同来源的直链淀粉差别很大。一般文献报道，禾谷类直链淀粉的DP为300~1200，平均800；薯类直链淀粉的DP为1000~6000，平均3000。

1.1.2直链淀粉与碘和脂肪酸的反应

呈螺旋状态的直链淀粉分子能够吸附碘形成螺旋包合物，从而使淀粉遇碘显蓝色。吸附碘的颜色反应与直链分子大小有关，聚合度12以下的短链遇碘不显色；聚合度12~15呈棕色；聚合度20~30呈红色；聚合度35~40呈紫色；聚合度45以上呈蓝色。支链淀粉吸收碘量不到1%，故支链淀粉遇碘不显蓝色。

谷类淀粉中含有少量脂肪酸，它们也可以和直链淀粉分子结合生成螺旋包合物，但会引起一系列不利影响。（玉米、小麦含量较多，薯类含量少。）

1.2支链淀粉

1.2.1支链淀粉的分子结构与聚合度

支链淀粉是一种高度分支的大分子，主链上分出支链，各葡萄糖单位之间以α﹣1,4糖苷键链接构成它的主链，支链通过α﹣1,6糖苷键与主链相连，分支点的α﹣1,6糖苷键占总糖苷键的4%~5%。支链淀粉含有还原端的为C链（主链），C链具有很多侧链，称为B链（内链），B链又具有侧链，与其他的B链或A链相连，A链（外链）没有侧链。

不同来源的淀粉其支链淀粉的聚合度不同，平均链长、内练及外链的平均长度也不同。

1.2.2支链淀粉与磷酸结合的反应

磷酸与支链淀粉分子中葡萄糖单位的C6碳原子呈酯化结合存在，磷酸65%在A链和B 链的外部链存在，35%在B链的内部链存在。这种结合不易被酸分解，在酸水解淀粉的产物中发现有葡萄糖﹣6﹣磷酸酯。（马铃薯淀粉含磷量最高）

1.3直链淀粉与支链淀粉的含量

（1）直链淀粉与碘生成纯蓝色，支链淀粉与碘作用依其分支与聚合度不同，生成紫-红-棕色（聚合度由大到小）。

（2）不同来源的淀粉，直链淀粉含量不同。一般和谷类淀粉中直链淀粉的含量约为25%；薯类约为20%；豆类约为30%~35%；糯性粮食淀粉则几乎为零，只含支链淀粉。

（3）同一种粮食中，直链淀粉的含量与类型、品种和成熟度有关。籼米的直链淀粉含量一般比粳米高；成熟的玉米为28%左右，未成熟的只有5%~7%.

（4）直链淀粉含量与颗粒大小有关。

2.淀粉的颗粒结构

2.1淀粉粒的形态

淀粉在胚乳细胞中以颗粒状存在，故可称为淀粉粒。不同来源的淀粉粒其形状、大小和构造各不相同，可借助显微镜鉴别其来源和种类。

2.1.1淀粉颗粒形状

不同种类的淀粉粒具有各自特殊的形状，一般淀粉粒的形状为圆形（或球形）、卵形（或椭圆形）和多角形（或不规则形），这取决于淀粉的来源。如小麦、黑麦、粉质玉米淀粉颗粒为圆形，马铃薯和木薯为卵形，大米和燕麦为多角形。

同一种来源淀粉粒也有差异。如马铃薯淀粉颗粒大的为卵形，小的为圆形。

2.1.2淀粉颗粒大小

不同来源的淀粉颗粒大小相差很大，一般以颗粒的长轴的长度表示淀粉粒的大小，介于2~120μm之间。商业淀粉中一般以马铃薯淀粉颗粒为最大（15~120μm），大米淀粉颗粒最小（2~10μm）。另外，同一种淀粉其大小也不相同。

淀粉颗粒的形状、大小常常受种子生长条件、成熟度、直链淀粉含量及胚乳结构等影响。如马铃薯在温暖多雨条件下生长，其淀粉颗粒小于在干燥条件下生长的淀粉颗粒。

小麦淀粉颗粒有大小之分，大的称为A淀粉，尺寸为5~30μm，占颗粒总数的65%；小的称为B淀粉，尺寸5μm以下，占35%。

2.2淀粉颗粒的结构

2.2.1淀粉颗粒的轮纹结构（环层结构）

在显微镜下，可以看到有些淀粉颗粒呈现若干细纹，称轮纹结构。轮纹结构是淀粉内部密度不同的表现，白天光合作用强，转移到胚乳细胞中的葡萄糖多，合成的淀粉密度大，夜间则较小，昼夜相间便造成轮纹结构。但马铃薯在一定条件下连续照射培养，仍有环层结构，这对上述说法提出质疑。所以轮纹结构形成的真正原因，目前还不能做出适当说明。

淀粉颗粒水分低于10%是看不到环层结构，有时需要用热水处理或冷水长期浸泡，或用稀薄的铬酸溶液或碘的碘化钾溶液慢慢作用后，会表现出环层结构。

各环层共同围绕的一点称为粒心或脐。粒心位于中央，称“中心轮纹”，如禾谷类淀粉；粒心偏于一端，称“偏心轮纹”，如马铃薯淀粉。粒心部分含水较多，比较柔软，故在加热干燥时常常造成裂纹，根据裂纹的形状，可辨别淀粉粒的来源与种类，如玉米淀粉为星状裂纹。

淀粉粒依其本身构造（如淀粉的数目和环层的排列不同）又可分为单粒、复粒、半复粒三种。单粒只有一个粒心，如玉米、小麦；复粒由几个单粒组成，具有几个粒心，在外围形成统一的轮廓，如大米、燕麦；半复粒的内部有两个或更多单粒，各有各的粒心和环层，但是最外围的几个环轮则是共同的，从而构成一个整粒。

2.2.2淀粉的晶体构造

（1）双折射性与偏光十字

双折射性是由于淀粉粒的高度有序性（方向性）所引起的，高度有序的物质都有双折射性。淀粉粒配成1%的淀粉乳，在偏光显微镜下观察，呈现黑色的十字，将颗粒分为四个白色的区域，称为偏光十字或马其他十字。这是淀粉粒为球晶体的重要标志。十字的交叉点位于粒心，可用来对粒心定位。

当淀粉颗粒充分膨胀、压碎或受热干燥时，晶体结构即行消失，分子排列变成无定形，就观察不到偏光十字了。

（2）淀粉颗粒的结晶形态

淀粉颗粒不是一种淀粉分子，而是由许多直链和支链淀粉分子构成的聚合体，这种聚合体不是无规律的，它是由两部分组成，即有序的结晶区和无序的无定形区（非结晶区）。结晶区的构造可通过Χ射线衍射确定，从而分辨出三种晶体结构，即A型（热稳定性较好）、B型、C型。其中A型多为禾谷类淀粉；B型多为马铃薯等块茎淀粉、高直链玉米和回升淀粉；C型多为竹芋、甘薯等快根、某些豆类淀粉。

此外，淀粉与脂类物质形成的复合物则为E型，直链淀粉同各种有机极性分子形成的复合物为V型，叠加在A型或B型上。

淀粉颗粒中水分参与结晶结构。干燥淀粉时，随水分含量的降低，Χ射线衍图样线条的明显程度降低，再将干燥淀粉于空气中吸收水分，图样线条的明显程度恢复。

结晶态部分占整个颗粒的百分比，称为结晶化度。淀粉结晶部分不是依靠线状的直链淀粉分子，而主要是支链淀粉分子，淀粉颗粒的结晶部分主要来自支链淀粉分子的非还原性末端附近（N端）。直链淀粉在颗粒中难结晶，是因为其分子线状过长，聚合度在10~20之间的短直链就能很好结晶。因此可认为，支链淀粉容易结晶是因为其分子每个末端基的聚合度小的适宜，能够符合形成结晶的条件。

淀粉颗粒由许多微晶束构成，这些微晶束排列成放射状，垂直于颗粒表面，构成一个同心环状结构。结晶性的微胶束之间由非结晶的的无定形区分隔，结晶区经过一个弱结晶区的过度，转变为非结晶区，这是一个逐渐转变的过程。

3.淀粉的物理性质

3.1淀粉的润胀

天然淀粉中含有相当高得水分，但淀粉仍呈粉状，是因为淀粉分子中存在的羟基与水分子相互作用形成氢键的缘故。

淀粉颗粒不溶于冷水，但将干燥的天然淀粉置于冷水中，它们会吸水，并经历一个有限的可逆润胀。此时，水分子进入淀粉颗粒的非结晶部分，与游离的亲水基相结合，淀粉颗粒慢慢吸收少量水分，产生极限的膨胀，淀粉颗粒保持原有的特征与晶体的双折射。若在冷水中不加以搅拌，淀粉颗粒因密度大而沉淀，将其分离干燥仍可恢复成原来的淀粉颗粒。

3.2淀粉的糊化

将淀粉乳加热，则颗粒可逆的吸水膨胀，而后加热至某一温度时，颗粒突然膨胀，晶体结构消失，最后变成粘稠的糊，虽停止搅拌，也不会很快下沉，这种现象称为淀粉的糊化。糊化后的淀粉颗粒称为糊化淀粉（又称为α-化淀粉）。糊化的本质是高能量的热和水破坏了淀粉分子内部彼此间氢键的结合，使分子混乱度增大，成为亲水性的胶体溶液，糊化后的淀粉-水体系的行为直接表现为黏度增加。

3.2.1 糊化过程可分为三个阶段：

（1）可逆的吸水阶段：水分子进入淀粉的微晶束的间隙中，与无定形部分的游离羟基相结合，淀粉颗粒慢慢吸收少量水分，产生有限的膨胀，黏度及淀粉粒外形未变，淀粉

颗粒保持原有的特征与晶体的双折射。（发生可逆润胀）

（2）不可逆吸水阶段： 进一步加热到糊化温度，淀粉颗粒周边迅速伸长，大量吸水，

结晶区域

非结晶区域

偏光十字开始在脐点处变暗，淀粉分子间的氢键破坏，从无定形区扩展到有秩序的辐射状胶束组织区，结晶区氢键开始裂解，分子结构开始发生伸展，双螺旋伸展形成分离状态，其后颗粒继续扩展至巨大的膨胀性网状结构（突然膨胀），偏光十字彻底消失，这一过程属不可逆润胀。比较小的直链淀粉从颗粒中渗出，淀粉分子间的缔合状态被破坏，黏度大为增加，成为黏稠的糊状液体（胶体体系），透明度增加，冷却后淀粉粒外形已变，不能恢复原来的晶体状态。

（3）高温阶段：淀粉糊化后，继续加热，膨胀到极限的淀粉粒开始破碎支解。分子间作用力变弱，淀粉粒全部失去原形，微晶束解体，变成碎片，最后只剩下一个环层，最终淀粉全部溶解，形成胶状分散物，黏度升至最高。

淀粉粘度测定原理：转子在淀粉糊中转动，由于淀粉糊的阻力产生扭矩，形成的扭矩通过指针指示出来。多采用布拉班德连续粘度计测的黏度曲线。

3.2.2影响淀粉糊化的因素

（1）淀粉颗粒晶体结构的影响。一般来说分子间的缔合程度大，分子排列紧密，那么拆散分子间的聚合、拆开微晶束就要消耗更多的能量这样的淀粉颗粒就不容易糊化。一般较小的淀粉颗粒因内部结构比较紧密，所以糊化温度比大粒较高。直链淀粉分子间的结合力较强，含直链淀粉高的难于糊化。

（2）水分的影响。淀粉颗粒水分低于30%时，对其加热，淀粉颗粒不会糊化，少量微晶熔融，这个过程与糊化相比是较慢的，淀粉颗粒的膨胀是有限的，双折射性只是降低，不是消失，这种淀粉的湿热处理称淀粉的韧化。天然淀粉的韧化，将导致糊化温度升高，糊化温程缩短。

（3）碱的影响。淀粉在强碱作用下，室温下可糊化。（煮稀饭加碱）

（4）盐类的影响。某些盐如硫氰酸钾、水杨酸钠、碘化钾、硝酸铵、氯化钙等浓溶液在室温下促进淀粉糊化；硫酸盐、偏磷酸盐则能抑制糊化。

（5）糖类。有些糖类可抑制小麦淀粉颗粒溶胀，糊化温度随糖浓度加大而增高。对糊化温度的影响：蔗糖>D-葡萄糖>D-果糖。

（6）急性高分子有机化合物。如尿素等在室温下或低温下，促进糊化。

（7）脂类的影响。脂肪酸与直链淀粉能形成螺旋包合物，抑制糊化及膨润。

（8）化学变性的影响。一般氧化、离子化使淀粉的糊化温度降低，而酸改性、交联、醚化、酯化使淀粉的糊化温度升高。

还有一些因素如表面活性剂、淀粉颗粒形成时的环境因素、以及其他物理的和化学的处理都影响淀粉的糊化。

3.3淀粉的回升（老化或凝沉）

淀粉稀溶液或淀粉糊在低温下静置一定的时间，浑浊度增加，溶解度减少，在稀溶液中会有沉淀析出，如果冷却速度快，特别是高浓度的淀粉糊，就会变成凝胶体，这种现象称为淀粉的回升，或称为老化、凝沉。这种淀粉称为回升淀粉（或称为β-淀粉）。

回升的本质是糊化的淀粉分子在温度降低时由于分子运动减慢，此时直链淀粉分子和支链淀粉分子的分支趋向于平形排列，互相靠拢，彼此以氢键结合，重新组成混合微晶束。这种情况和原来的生淀粉结构颇类似，但不再呈放射状排列，而是种零乱的组合。

老化后的直链淀粉非常稳定，就是加热加压也很难使它再溶解。如果有支链淀粉分子混合在一起，则仍然有加热恢复成糊的可能。回升后的米饭面包等不容易被酶消化吸收。

3.3.1影响老化的因素：

（1）分子组成（直链淀粉的含量）

直链淀粉的链状结构在溶液中空间阻碍小，易于取向，故易于回升；支链淀粉呈分支结构在溶液中空间阻碍大，不易于取向，故难于回升，但若支链淀粉的分支长、浓度高，也可回升。

（2）分子的大小（链长）

直链淀粉分子如果链太长，取向困难，也不易回升；相反如果链太短，易于扩散，不一定向排列，也不易回升，所以只有中等长度的直链淀粉才易回升。少量脂类物质可促进回升。（3）淀粉溶液的浓度

浓度大，分子碰撞机会大，易于回升。一般水分占30%~60%的淀粉溶液易回升。水分小于10%难于回升。

（4）温度

0~4℃贮存可加速淀粉回升。

（5）冷却速度

缓慢冷却，可使淀粉分子有充分时间取向平行排列，因而有利于回升。迅速冷却，可减少回升，直链淀粉来不及重新排列成束状结构，便形成凝胶体。

（6）PH

PH中性易回升，在更高或更低的PH不易回升。如回升速率在PH5~7最快，PH10以上不发生回升现象，低于PH2回升缓慢。

（7）各种无机离子及添加剂等

添加适量的食盐、糖、油脂，来延缓淀粉的老化。因为盐可以增强面筋网络，对淀粉速胶的形成带来一定的困难；糖有吸湿潮解的性能，它能吸收一定量的水分，保持制品长期的鲜软度；油脂有吸湿性，能吸收空气中的水分，同时又有乳化作用。在面制品中添加各种抗老化添加剂和乳化剂。

防止回升的方法有快速冷却干燥，添加乳化剂，控制淀粉的浓度、温度、水分和PH，膨化处理。

3.4淀粉的密度与溶解度

密度是指单位体积的质量，用比重瓶测量法可以对淀粉颗粒密度进行准确的测量。1g 淀粉加到过量的水中后净增的容积，叫做视比容，其倒数称为淀粉的视密度。

淀粉的溶解度是指在一定的温度下，淀粉样品分子的溶解质量分数。天然淀粉不溶于冷水。

4.淀粉的化学性质

4.1淀粉的化学组成

（1）水分

淀粉的含水量取决于贮存的条件（温度和相对湿度），一般在10%~20%范围内。淀粉颗粒水分与周围空气水分相平衡，大气相对湿度（RH）低，空气干燥，淀粉失水；空气湿润，

淀粉吸水，这是可逆的。

（2）脂类化合物

谷类淀粉（玉米、小麦、高粱、大米）中的脂类化合物含量较高（0.8~0.9%），马铃薯

和木薯淀粉的脂类化合物含量则低得多（<0.1%）。

脂类化合物分子可以与直链淀粉分子形成一种包合物，。谷物淀粉中存在的直链淀粉脂类包合物会抑制谷物淀粉颗粒的膨胀和溶解，使其糊化温度提高；使淀粉糊和淀粉膜不透明；影响糊化淀粉增稠能力和粘合能力；使淀粉带有原谷物的气味。玉米淀粉含有0.5%的脂肪酸和0.1%的磷脂，小麦淀粉则含有0.4%游离脂肪酸和0.4%的磷脂。

（3）含氮物质

淀粉中的含氮物质主要是蛋白质，所以通常把氮物质含量习惯说成蛋白质的含量，其含量是通过实测含氮量乘以6.25来计算的。蛋白质含量高对淀粉的加工利用有许多不利的影响，如淀粉生产中蛋白分离困难，使用时会产生气味或臭味，蒸煮时易产生泡沫，水解时易产生颜色等。

（4）磷

淀粉中的磷主要以磷酸酯的形式存在，木薯淀粉含磷量最低，马铃薯淀粉含磷量最高，它是以共价键结合于淀粉中；带负电荷的磷酸基赋予马铃薯淀粉一些聚电解质的特征，尽管离子电荷不高，但在水溶液中排斥类似的电荷，使马铃薯淀粉具有低的糊化温度、快速润长、淀粉糊的粘性高和膜的透明度高。

（5）灰分

灰分是淀粉产品在特定温度下完全燃烧后的残余物。天然马铃薯淀粉灰分含量相对较高，其灰分主成分是磷酸盐基团，而其他品种淀粉的灰分就相对较低。

4.2淀粉的化学特性

（1）淀粉的水解

淀粉与酸共煮时，即行水解，最后生成葡萄糖。如图所示

淀粉可溶性淀粉糊精麦芽糖葡萄糖

淀粉也可用淀粉酶水解，生成的麦芽糖和糊精，在经酸作用全部水解成葡萄糖。这时测定葡萄糖的生成量即可换算出淀粉的含量，这就是酶法和酸法测定淀粉含量的原理。

（2）淀粉的氧化作用

淀粉氧化因氧化剂种类及反应条件不同而变得相当复杂。轻度氧化可引起羟基的氧化，C2--C3间间的断裂等。比较实用的有高碘酸氧化、次氯酸氧化或氯气的氧化作用。

（3）淀粉的成酯作用

淀粉分子既可以与无机酸（如硝酸、硫酸及磷酸等）作用，生成无机酸酯；也可以与有机酸（如甲酸、乙酸等）作用生成有机酸酯。

直链淀粉分子的乙酸酯和乙酸纤维具有同样的性质，强度和韧度都较高，可制成薄膜、胶卷及塑料。支链淀粉分子的乙酸酯质脆，品质不好。淀粉的硝酸酯，可以用来做炸药。

（4）淀粉的烷基化作用

淀粉分子中的羟基可醚化、离子化、交联、接枝共聚等。

二．阳离子淀粉

1. 阳离子淀粉的概念

淀粉与胺类化合物反应生成含有氨基和铵基的醚衍生物，氮原子上带有正电荷，称之为阳离子淀粉。阳离子淀粉的正电荷使它与带负电荷的基质结合，并能将带负电荷的其他添加剂吸附并保持在基质上。棉纤维在加工过程中，与金属机件摩擦时，常带有负电荷，对疏水性合成纤维来说更为严重，如果用带有正电荷的阳离子淀粉上浆时，不仅会有良好的粘合力，而且还具有消除静电的效果。

阳离子淀粉的种类很多，其中以叔胺型阳离子淀粉、季铵型阳离子淀粉、两性阳离子淀粉以及就地生产阳离子淀粉最为常见。工业上生产的主要品种是叔胺阳离子淀粉和季铵阳离子淀粉。阳离子淀粉是一类重要的淀粉醚类衍生物，广泛应用于造纸、纺织和油田钻井等工业领域。

阳离子淀粉的品种繁多，但用带环氧基的阳离子化试剂制备的季铵烷基淀粉醚，由于其工艺简单、成本低，各方面的性能均优于其他淀粉醚，发展更为迅速。国外季铵型阳离子淀粉的应用已十分普遍，造纸工业用量约以每年7%~10% 的比例增长。国内开发研究已取得可喜成绩，正处在推广应用阶段，但品种系列还太少，应用方面也不广。

2.阳离子淀粉的制备

2.1叔胺烷基淀粉醚的制备

（1）醚化剂 2-氯乙基二乙基胺的制备 化学反应式：

lCH 2CH 2Cl +NH(C 2H 5)2

OH -

ClCH 2CH 2N(C 2H 5)2+HCl

这是一个SN2双分子亲核取代反应，在碱性条件下，由于诱导效应有利于反应的进行，且反应适宜于极性溶剂，故在反应时加入适当比例的水。反应产物与未参加反应的反应物以及水形成两相四元物系。上层液组分是二乙胺、水及少量的产物，下层液组分是1，2—二氯乙烷。反应产物采用水蒸气精馏进行分离较萃取精馏经济方便。

（2）淀粉醚化 化学反应式

粉+Cl CH 2CH 2N(CH 2CH 3)2

OH OH -

淀粉

O

CH 2CH 2N(CH 2CH 3)2

HCl [淀粉

O

CH 2CH 2NH(CH 2CH 3)2]+Cl -

通常将淀粉与水搅拌成浆状，加入抗凝胶剂（如 NaCl 、Na2SO4等）、催化剂（NaOH 、Ca(OH)2等），在40~50℃，反应12~48h ，淀粉叔胺醚以游离碱的形式存在。中和后，游离胺转变为阳离子叔胺盐。

这也是一个双分子取代反应：反应主要发生在C6伯醇羟基上。在碱的作用下，淀粉大分子活化，伯醇羟基变为负氧离子亲核基团。

2.2季铵烷基淀粉醚制备原理

（1） 阳离子试剂的制备

以三甲胺、环氧氯丙烷为原料制备阳离子试剂（GTA），化学反应式如下。

（2）阳离子淀粉的制备

环氧季铵型阳离子剂，由于其环氧基具有较强的反应活性，用其制备阳离子淀粉比较容易。可以用湿法、干法和半干法制备工艺。

①湿法制备工艺

一般制备方法：在NaOH存在下，添加硫酸钠或食盐以防止淀粉膨胀。制备取代度0.01~0.07的产品，氢氧化钠与试剂的物质的量比为2.6：1，试剂与淀粉的物质的量比是0.05~1.35的淀粉悬浮液在50℃左右反应4h，转化率约为84%。较低的温度需要较长的反应时间，试剂与淀粉的浓度均影响转化率。

该工艺的优点是反应条件温和，生产设备简单。反应转化率高。但其弊端不少，如：阳离子必须经纯化处理，否则残余的环氧氯丙烷与副产物会影响产品的质量；必须增加化学试剂，如催化剂、抗胶凝剂等；后处理困难。包括用大量的水洗涤和干燥；三废问题突出。后处理时会有大量的未反应试剂与淀粉流失，造成严重的废水污染问题。

②干法制备工艺

一般将淀粉与试剂掺和，60℃左右干燥至基本无水（<1%），于120~150℃反应约1h得产品。反应转化率40%~50%。

干法工艺的特点有：阳离子剂不必精制，多余的环氧氯丙烷与副产物沸点比较低，一般在干燥过程中可除去；不必添加催化剂与抗胶凝剂，降低成本；不必进行后处理；工艺简单，基本无三废；反应周期短。缺点是反应转化率低，因是固相反应，对设备工艺要求比较高，同时反应温度高，淀粉在较高温度下容易解聚。

③半干法制备工艺

为提高反应效率与速率，用半干法制备环氧季铵型阳离子淀粉，即在反应体系中加入碱催化剂和少量有机或无机溶剂，在70℃~80℃反应1~2h，该反应转化率为75%~100%。该法反应如下：

该工艺的优点很突出，除干法反应的②~⑤优点外，且反应条件缓和，转化率高。甚至利用本法将阳离子剂、碱催化剂与淀粉按一定比例掺和后，即使室温放置一段时间后，也能取得反应转化率相当高的产品。因此，这是一种很值得推广使用的方法。

④就地阳离子化

指的是用户购买醚化剂和原淀粉就地进行现场制备和应用的方法，这在造纸行业比较普遍。这种方法的工艺特点是：价格低于商品阳离子淀粉。制备过程不必加抗凝胶剂（因不用担心淀粉凝胶化），产品也无需经过水洗、干燥、包装等处理，可一步到位，将合成好的淀粉胶液进行直接应用；用户可根据自身的需要选择原淀粉的种类和调节取代度的大小。但缺点是工艺不容易控制好，容易造成产品质量和应用效果的波动。

2.阳离子淀粉的性质

淀粉与阳离子试剂的反应主要发生在单元葡萄糖基的2、3、6位的活性羟基上。衡量阳离子淀粉变性程度的主要指标是取代度（DS），即指每摩尔葡萄糖基上活性羟基被取代的摩尔数。由此可见，理论上最大取代度为3。造纸上所用取代度一般为0.01~0.07。尽管取代度不高，但原淀粉的性质已大大改变，主要表现下述原因：

（1）胶化温度大大下降；

（2）Zeta电位升为阳性；

（3）随着取代度的提高，糊液的粘度、透明度和稳定性明显提高。

4.阳离子淀粉的应用

（1）在造纸上的应用

优点：①能改善纸的耐破度、拉伸力、耐折度、抗掉毛性等诸多物理性质。

②提高松香、矾土的施胶效果。

③提高纸浆滤水性能和抄造速度。

④能提高各种颜料和填料的保留率，从而降低造纸成本。

⑤作为胶乳、合成树脂、烷基乙烯酮二聚物等的固定剂和乳化剂，以及中性施胶剂的分散剂，也同样显示出良好的效果。

⑥减少废水污染的程度（BOD），有益于消除公害。

（2）在其他行业的应用

阳离子淀粉不仅大量应用于造纸行业，而且在纺织、选矿、油田、黏合剂及化妆品等领域中叶有着许多重要的应用。

三．淀粉的酸解（酸变性淀粉）

酸解淀粉是指在糊化温度以下将天然淀粉用无机酸进行处理,改变其性质而得到的一类变性淀粉。该类淀粉粘度低,能配制高浓度糊液,适合于要求高浓低粘的食品及化工行业。但是,以玉米、小麦等谷物类淀粉作为原料生产的酸解淀粉凝沉性较强,限制了酸解淀粉的广泛应用

1.反应机理

酸作用于糖苷键使淀粉分子水解，淀粉分子变小。淀粉颗粒是由直链淀粉和支链淀粉组成，前者具有α-1，4键，后者除α-1，4键，还有少量α-1，6键，这两种糖苷键被酸水解的难易存在差别。由于淀粉颗粒结晶结构的影响，直链淀粉分子间经由氢键结合成晶态结构，酸渗入困难，其α-1，4键不易被酸水解。而颗粒中无定形区域的支链淀粉分子的α-1，4键、α-1，6键较易被酸渗入，发生水解。

2.工艺与原理

通常制取酸变性淀粉是使用浓淀粉淤浆，含固量约为36%~40%，加热到糊化温度之下（常为40~60℃），加入无机酸并搅拌一个小时或几个小时。

工艺操作要点为：

(1)调制淀粉乳：称取10公斤玉米淀粉，在搅拌下倒入已加适量自来水的搪瓷罐里，搅拌均匀；

(2)酸解：接通加热和控温设备，使淀粉乳升温到37-38℃加入约3升10N HCl，恒温酸解3.5小时；

(3)回收酸液：把酸变性淀粉乳倒入不锈钢甩干机中，开机甩约20分钟，添加4升自来水，再甩约5分钟，回收酸液供下批生产用，如果没有不锈钢甩干机，或者不需要回收酸液，可以免去这一操作；

(4)中和：用5N Na2CO3溶液中和含酸酸变性淀粉乳至pH6.0左右，甩干；

(5)清水冲洗：用自来水冲洗至流出液无咸味止，甩干得酸变性淀粉湿粉

(6)烘干：80℃下烘干，使含水量在12%以下，即得成品。

四．淀粉酶

酶是一种由活细胞产生的生物催化剂，具有促进化学反应发生的作用，对能作用于淀粉的酶，统称为淀粉酶。淀粉糖应用的酶主要以α-淀粉酶、β-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶和脱支酶，都属于水解酶，能水解分子中的葡萄苷键。淀粉酶不仅能水解淀粉分子，也能水解淀粉的水解产物、糊精、低聚糖、生成麦芽糖和葡萄糖。

1.α-淀粉酶

（1）.作用原理

α-淀粉酶是一种内切淀粉酶，它作用于淀粉时从淀粉分子内部以随机的方式切断α-1，4葡萄糖苷键。酶作用后可使糊化淀粉的粘度迅速降低，变成液化淀粉，水解生成糊精及少量葡萄糖和麦芽糖。

来源于芽孢杆菌的α-淀粉酶水解淀粉分子中的α-1,4-糖苷键时，最初速度很快，淀粉分子急速减小，粉浆粘度迅速下降，工业上称之为液化。随后水解速度变慢。可用碘液检验α-淀粉酶对淀粉的水解程度：淀粉遇碘显蓝色，糊精随分子由大到小，分别呈紫、红和棕色，到糊精分子小到一定程度（聚合度小于6个葡萄糖单位）就不起碘色反应。

（2）作用条件

α-淀粉酶水解位于分子中间的α-1，4糖苷键的概率高于位于分子末端的α-1，4糖苷键，α-淀粉酶不能水解支链淀粉中的α-1，6糖苷键，也不能水解相邻分支点的α-1，4糖苷键。

α-淀粉酶不能水解麦芽糖，但可水解麦芽三糖及以上的含α-1，4糖苷键的麦芽低聚糖。

（3）影响因素

①．PH值

一般而言，工业生产用α-淀粉酶均不耐酸，当PH值低于4.5时，活力基本消失。通常在PH为5.0~8.0之间较稳定，最适PH为5.5~6.5。

②．温度

不同来源的α-淀粉酶具有不同的热稳定性和最适反应温度。

我国淀粉糖生产传统使用的液化淀粉酶为枯草杆菌

③．钙离子浓度

不同来源的α-淀粉酶均含有钙离子，钙与酶分子结合紧密，钙能保持酶分子最适空间构象，使酶具有最高活力和最大稳定性。钙盐对细菌α-淀粉酶的热稳定性的提高有很大作用，液化操作时，一般在淀粉浆中添加少量氯化钙，添加量达0.01%即可。

2. β-淀粉酶

（1）作用机理

β—淀粉酶是一种外切型淀粉酶(exoamylase)，它是从淀粉的非还原性末端以麦芽糖为单位顺次分解α—1．4糖苷键，水解产物全为麦芽糖，所以也称为麦芽糖酶。由于麦芽糖还原性末端的葡萄糖残基构型（C1）转变成β型，故称为β—淀粉酶。

（2）作用条件

β—淀粉酶不能水解支链淀粉的α—1．6糖苷键，也不能跨越α—1．6糖苷键继续水解，水解作用在α—1．6键前2-3个葡萄糖残基处停止。故水解支链淀粉是不完全的，残留的大分子就是β—极限糊精。当直链淀粉含有偶数的葡萄糖基时β-淀粉酶作用的最终产物是麦芽糖；当直链淀粉含有奇数的葡萄糖基时，β-淀粉酶作用的最终产物除含有麦芽糖外还有麦芽三糖和葡萄糖。

（3）影响因素

①．钙离子

钙离子对β—淀粉酶有降低稳定性的作用（但可以增加α—淀粉酶活性）。

②．巯基（－SH）的影响

各种β—淀粉酶活性中心都含有－SH，－SH易受封锁剂作用而使酶失活。一些氧化剂、重金属离子以及巯基试剂均可使其失活，而还原性谷胱甘肽、半胱氨酸对其有保护作用。

③．PH值

β-淀粉酶的最适PH值与α-淀粉酶基本相同，一般为5.0~6.0，但β-淀粉酶的稳定性明显低于α-淀粉酶，70℃以上一般均会失活，但其在20℃和PH4至PH8或9范围内至少可以稳定24小时。

3.葡萄糖淀粉酶

（1）作用机理

萄糖淀粉酶又称糖化酶，是一种外切酶，它是从淀粉分子的非还原性末端依次水解α—1．4糖苷键，以单个葡萄糖为单位分离，产生β-葡萄糖，且水解终产物只有葡萄糖，因此又称葡萄糖酶。

（2）作用条件

葡萄糖淀粉酶转一性差，它可水解麦芽糖的α—1．4键和支链淀粉分支点的α－1．6键(只是水解速度极慢)，因此从理论上讲，葡萄糖淀粉酶可将淀粉100％水解成葡萄糖，故大量用作淀粉的糖化剂。

（3）影响因素

①．类型：其生产菌基本都是霉菌，主要有黑曲霉，根霉和拟内孢酶三种。

我国生产的葡萄糖淀粉酶大多采用黑曲霉及其突变株发酵培养制成。

②．糖化时间一般为12~48h，糖化温度一般55℃以上，可避免长时间保温过程中的细菌的生长；糖化PH一般为弱酸性，不宜生出物质，且易于脱色，得到高质量糖液。

4.脱支酶

（1）作用机理

脱支酶是专一性水解支链淀粉或糖原的α—1．6糖苷键，从而将侧枝切下形成长短不一的直链糊精的一类酶。根据对底物的专一性，可将脱支酶分为支链淀粉酶(普鲁兰酶)和异淀粉酶两类。

（2）作用条件

异淀粉酶只能水解支链中的α—1．6糖苷键，不能水解直链结构中的α—1．6糖苷键。普鲁兰酶不仅能水解支链结构中的α—1．6糖苷键，也能水解直链淀粉结构中的α—1．6糖苷键，因此它能水解含α—1．6糖苷键的葡萄糖聚合物，如普鲁兰等。

（3）影响因素

脱支酶在淀粉糖工业中的主要应用是和β-淀粉酶或葡萄糖淀粉酶协同糖化，提高淀粉转化率，提高麦芽糖或葡萄糖的率。

五．结论与展望

淀粉由于对人类具有重要作用，人们已对其进行了100多年的研究。许多新的实验技术有助于我们了解淀粉颗粒内部分子排列，从而使我们对淀粉的认识不断提高。我们以取得很多进步，但仍存在很多困难。首先我们大体了解了淀粉颗粒内部大体的组成情况，但仍旧有一些不确定因素。还有，对不同种类的淀粉，在分析精确转化温度（如糊化）或尺度方面我们没有定量预测能力。另外，各种淀粉的功能性我们只开发了很小的一部分，还有很多更为实用的新功能亟待发展。在淀粉的研究方面，不得不说，我们还有很长的路要走。

参考文献：

1.曹龙奎、李凤林主编《淀粉制品生产工艺学》中国轻工业出版社2008年

2.张燕萍主编《变性淀粉制造与应用第二版》化学工业出版社2007年

3.Ann-Charlotte Eliasson编赵凯译《食品淀粉的结构、功能及应用》

石墨烯性能简介

第一章石墨烯性能及相关概念 1 石墨烯概念 石墨烯（Graphene）是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。石墨烯狭义上指单层石墨，厚度为0.335nm，仅有一层碳原子。但实际上，10层以内的石墨结构也可称作石墨烯，而10层以上的则被称为石墨薄膜。单层石墨烯是指只有一个碳原子层厚度的石墨，碳原子-碳原子之间依靠共价键相连接而形成蜂窝状结构。完美的石墨烯具有理想的二维晶体结构，由六边形晶格组成，理论比表面积高达2.6×102m2 /g。石墨烯具有优异的导热性能(3×103W/(m?K))和力学性能(1.06×103 GPa)。此外，石墨烯稳定的正六边形晶格结构使其具有优良的导电性，室温下的电子迁移率高达1.5×104 cm2 / (V·s)。石墨烯特殊的结构、突出的导热导电性能和力学性能，引起科学界巨大兴趣，成为材料科学研究热点。 石墨烯结构图

2 石墨烯结构 石墨烯指仅有一个原子尺度厚单层石墨层片，由 sp2 杂化的碳原子紧密排列而成的蜂窝状晶体结构。石墨烯中碳 -碳键长约为 0.142nm。每个晶格内有三个σ键，连接十分牢固形成了稳定的六边状。垂直于晶面方向上的π键在石墨烯导电的过程中起到了很大的作用。石墨烯是石墨、碳纳米管、富勒烯的基本组成单元，可以将它看做一个无限大的芳香族分子，平面多环烃的极限情况就是石墨烯。 形象来说，石墨烯是由单层碳原子紧密堆积成二维蜂窝状晶格结构，看上去就像一张六边形网格构成的平面。在单层石墨烯中，每个碳原子通过 sp2 杂化与周围碳原子成键给构整流变形，每一个六边单元实际上类似苯环，碳原子都贡献出个一个未成键电子。单层石墨烯厚度仅0.35nm ，约为头发丝直径的二十万分之一。 石墨烯的结构非常稳定，碳原子之间连接及其柔韧。受到外力时，碳原子面会发生弯曲变形，使碳原子不必重新排列来适应外力，从而保证了自身的结构稳定性。 石墨烯是有限结构，能够以纳米级条带形式存在。纳米条带中电荷横向移动时会在中性点附近产生一个能量势垒，势垒随条带宽度的减小而增大。因此，通过控制石墨烯条带的宽度便可以进一步得到需要的势垒。这一特性是开发以石墨烯为基础的电子器件的基础。

木薯淀粉生产工艺及其特性

木薯淀粉主要用作食品、制糖、医药、饲料、纺织、造纸、化工等工业部门的原料。 木薯淀粉生产过程，是物理分离过程，即是将木薯原料中的淀粉与纤维素、白、无机等其它物质分开。在生产过程中，根椐淀粉不溶于冷水和比重大于水的性质，用水及专用机械设备，将淀粉从水的悬浮液中分离出来，从而达到回收淀粉的目的。其生产工艺流程分为输送、清洗、碎解、浸渍、筛分、漂白、除砂、分离、脱水、干澡、风冷、包装等工序。 2 原料 木薯淀粉的原料包括鲜木薯和木薯干片，它们是生产的主要物质，必须确保质量，要求鲜木薯新鲜，当天采购，当天进厂，当天加工，无泥、沙、根、须、木质部分及其它杂质混入；木薯干片要求干爽、不霉、不变质、无虫蛀。 鲜木薯的平均成分如下： 淀粉 27% 纤维素 4% 蛋白质 1% 其它 3% 水分 65% 木薯干片的平均成分为： 淀粉 68% 纤维素 8% 蛋白质 3%

水分 13% 由于木薯品种、采收时间、自然条件、生产水来不同，原料的淀粉含量有所差异。 3 辅料（加工木薯干片淀粉用） 硫酸 2KG/T淀粉 漂白粉 0.5kg/t淀粉 高锰酸钾 0.1kg/t淀粉 4 工艺路线 木薯淀粉的湿法加工工艺，包括滚筒清洗、二次碎解、浓浆筛分、逆流洗涤、氧化还原法漂白 （以新鲜木薯为原料才需漂白）、旋流除砂、浓浆分离、溢浆法脱水、一级负压脉冲气流干燥。 5 工艺流程 6 主要工艺过程 (1)原料准备 原料是生产的物质基础，原料的质量直接关系到产品的质量。木薯淀粉厂的原料有鲜木薯和木薯 干片两种。 鲜木薯采收后，应及时除去泥土、根、须及木质部分、堆放在干净的地面，避免混入铁块、铁钉、石头、木头等杂物，要求当天采收，当天进厂、当天加工，以保证原料的新鲜度，从而提高抽提 率及产品的质量。 木薯干片应干爽，不霉，不变质，无虫蛀，以保证产品质量。

(整理)α-淀粉酶综述

α-淀粉酶综述 佚名2013-10-06 摘要：α-淀粉酶分布十分广泛，遍及微生物至高等植物。α-淀粉酶是一种十分重要的酶制剂，大量应用于粮食加工、食品工业、酿造、发酵、纺织品工业和医药行业等，是应用最为广泛的酶制剂之一。本文概述了α-淀粉酶的发现和应用发展史、分离纯化及结构的研究史、催化机制及其研究史、工业化生产和应用现状与发展趋势等。 关键词：α-淀粉酶发现应用分离纯化结构催化机制研究史发展趋势 α- 淀粉酶( α- 1,4- D- 葡萄糖- 葡萄糖苷水解酶) 普遍分布在动物、植物和微生物中, 是一种重要的淀粉水解酶。其作用于淀粉时从淀粉分子的内部随机切开α-1，4糖苷键，生成糊精和还原糖。由于产物的末端残基碳原子构型为α构型，故称α-淀粉酶。现在α-淀粉酶泛指能够从淀粉分子内部随机切开α-1，4糖苷键，起液化作用的一类酶。 1 α-淀粉酶的发现和应用史 1.1 α-淀粉酶的发现 啤酒是最古老的酒精饮料，发酵是其关键步骤，其中所包含的糖化过程就是把淀粉转化为糖。这个转化过程的机理一直都没有被弄清楚，直到淀粉的发现。 在19世纪早期，许多科学家都在研究谷物提取物中淀粉的消化机理。Nasse（1811年）发现，从生物体中提取的淀粉能过被转化为糖，而从被沸水杀死的植物细胞中提取的淀粉不能被转化为糖。Kirchhoff（1815年）做了一个巧妙的实验。他将4份的冷水加入到2份的淀粉中，并边加边搅拌。之后加入20份的沸水使其形成一层厚厚的淀粉糊。在淀粉糊还是余温的时候，加入被粉碎的麸质（或麦芽），然后在40－60°列式温度下水浴。1－2小时后发现，淀粉糊开始缓慢液化。8－10小时后，淀粉糊被转化为一种甜的溶液。之后，他将其通过过滤和蒸发浓缩得到了糖浆，品尝后发现，其和发酵液一样甜。在操作的过程中，他注明了实验过程中仅添加了非常少的麸质，并且得到的糖浆与淀粉的量成正比。此外，如果在加入麸质前加入几滴高浓度的硫磺酸，最终就没有糖生成。从这个实验中他得到结论1）麸质是一种能够使温水中的淀粉粉末转化为糖的物质。2）作为种子发芽的结果，相比种子内的物质而言，麸质能过将更多的淀粉转化为糖。至此,Kirchhoff奠定了发现谷物中一种能够将淀粉转化为糖的蛋白质的基础。

石墨烯基础知识简介

1.石墨烯（Graphene）的结构 石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢状晶格的平面薄膜，是一种只有一个原子层厚度的二维材料。如图1.1所示，石墨烯的原胞由晶格矢量a1和a2定义每个原胞内有两个原子，分别位于A和B的晶格上。C原子外层3个电子通过sp2杂化形成强σ键（蓝），相邻两个键之间的夹角120°，第4个电子为公共，形成弱π键（紫）。石墨烯的碳-碳键长约为0.142nm，每个晶格内有三个σ键，所有碳原子的p轨道均与sp2杂化平面垂直，且以肩并肩的方式形成一个离域π键，其贯穿整个石墨烯。 如图1.2所示，石墨烯是富勒烯（0维）、碳纳米管（1维）、石墨（3维）的基本组成单元，可以被视为无限大的芳香族分子。形象来说，石墨烯是由单层碳原子紧密堆积成的二维蜂巢状的晶格结构，看上去就像由六边形网格构成的平面。每个碳原子通过sp2杂化与周围碳原子构成正六边形，每一个六边形单元实际上类似一个苯环，每一个碳原子都贡献一个未成键的电子，单层石墨烯的厚度仅为0.335nm，约为头发丝直径的二十万分之一。 图 1.1（a）石墨烯中碳原子的成键形式（b）石墨烯的晶体结构。 图1.2石墨烯原子结构图及它形成富勒烯、碳纳米管和石墨示意图石墨烯按照层数划分，大致可分为单层、双层和少数层石墨烯。前两类具有

相似的电子谱，均为零带隙结构半导体（价带和导带相较于一点的半金属），具有空穴和电子两种形式的载流子。双层石墨烯又可分为对称双层和不对称双层石墨烯，前者的价带和导带微接触，并没有改变其零带隙结构；而对于后者，其两片石墨烯之间会产生明显的带隙，但是通过设计双栅结构，能使其晶体管呈示出明显的关态。 单层石墨烯（Graphene）：指由一层以苯环结构（即六角形蜂巢结构）周期性紧密堆积的碳原子构成的一种二维碳材料。 双层石墨烯（Bilayer or double-layer graphene）：指由两层以苯环结构（即六角形蜂巢结构）周期性紧密堆积的碳原子以不同堆垛方式（包括AB堆垛，AA堆垛，AA‘堆垛等）堆垛构成的一种二维碳材料。 少层石墨烯（Few-layer or multi-layer graphene）：指由3-10层以苯环结构（即六角形蜂巢结构）周期性紧密堆积的碳原子以不同堆垛方式（包括ABC 堆垛，ABA堆垛等）堆垛构成的一种二维碳材料。 石墨烯（Graphenes）：是一种二维碳材料，是单层石墨烯、双层石墨烯和少层石墨烯的统称。 由于二维晶体在热力学上的不稳定性，所以不管是以自由状态存在或是沉积在基底上的石墨烯都不是完全平整，而是在表面存在本征的微观尺度的褶皱，蒙特卡洛模拟和透射电子显微镜都证明了这一点。这种微观褶皱在横向上的尺度在8~10nm 范围内，纵向尺度大概为 0.7~1.0nm。这种三维的变化可引起静电的产生，所以使石墨单层容易聚集。同时，褶皱大小不同，石墨烯所表现出来的电学及光学性质也不同。 图1.3 单层石墨烯的典型构象 除了表面褶皱之外，在实际中石墨烯也不是完美存在的，而是会有各种形式的缺陷，包括形貌上的缺陷（如五元环，七元环等）、空洞、边缘、裂纹、杂原子等。这些缺陷会影响石墨烯的本征性能，如电学性能、力学性能等。但是通过一些人为的方法，如高能射线照射，化学处理等引入缺陷，却能有意的改变石墨烯的本征性能，从而制备出不同性能要求的石墨烯器件。 2.石墨烯的性质 2.1 力学特性

物质的构成溶解及物理化学性质

学生：科目：第阶段第次课教师： 考点1：分子的热运动 1知识梳理

温度越高，分子热运动越剧烈。 2典型例题 1 水结冰，分子间的距离如何变化？ 2 “墙内开花墙外香"这句话涉及的科学知识是-—----—— 3 我们知道汽化是一个吸热过程，为什么蒸发有致冷作用？ 3知识概括、方法总结与易错点分析 分子很小 分子之间有空隙 分子处于不停的无规则运动之中 4 针对练习 1 下列现象中，不能说明分子做无规则运动的是 A 在小盘子里倒一点酒精，满屋子都是酒精气体。 B 扫地时,灰尘在空气中飞舞. C 腌咸菜时，时间一长才就变咸了。 D 晒衣服时，水分蒸发衣服变干。 2 请用分子的知识解释下列现象的原因。 《1》。温度越高，液体蒸发越快：-—————-——-—--———-—-———--—---—----———-——-—-————-——-— 《2》.物体的热胀冷缩现象：—————----———-———-——-—————-——--—--——-—————-—--——-———--—--- 3 固体，液体分子之间的距离比气体分子之间的距离要--—--———---—— 考点2：物质的溶解 1知识梳理 1、氢氧化钠溶于水放出大量的热,硝酸铵溶于水会吸收热量。 2、温度越高,气体在液体溶解得越少。 2典型例题 1色拉油地在衣服上，用水洗不掉，为什么用汽油可以洗干净？ 2 一些工厂向河里排放热水，造成河里的鱼死亡，你能解释这个现象吗？ 3 你知道汽水瓶打开盖子后为什么会冒泡吗？ 3知识概括、方法总结与易错点分析 物质的溶解能力是有限的

不同的物质，溶解能力并不相同。 同一物质在不同物质中溶解能力不一样. 温度影响物质的溶解能力. 物质溶解过程中会有热量变化。 4 针对性练习 1 物质在溶解时会发生温度的改变,它与吸放热的关系正确的是 ( ） A 有的温度升高放热 B 有的温度降低吸热 C 有的温度不变，吸热放热等效 D 以上说法都有道理 2 小明的妈妈买了一瓶蜂蜜，到了冬天,她发现瓶子里洗出了白色晶体。她觉得非常不满意，认为被欺骗了，但工作人员则认为这白色晶体是葡萄糖晶体，是从蜂蜜中析出的，你认为他们谁有理？请说出理由。 考点4:物质的物理性质、化学性质；化学变化和物理变化 1 知识梳理 物理性质；状态、密度、挥发性、导电性、传热性等 化学性质：有些物质有毒性、食物会腐烂、澄清的石灰水中通入二氧化碳后会变浑浊等 没有别的物质生成的变化叫物理变化，有别的物质生成的变化叫化学变化. 2 经典例题 1下列各组两个变化都属于化学变化的是（） A 酒精挥发、酒精燃烧 B 蜡烛受热融化、蜡烛燃烧 C 镁条燃烧、钢铁生锈 D 钢锭轧成钢材、食物腐烂 2蜡烛燃烧过程中存在哪些变化？通过这些变化你知道了蜡烛的哪些物理性质和化学性 质？ 3知识概括、方法总结与易错点分析 物质的变化 物质的性质 物质的酸碱性 酸碱性的检测 针对性练习： 1 化学变化区别于物理变化的标志是-—--—--——— 2 在下列物质的变化或属性中,属于物理变化的是-—————，属于化学变化的是-—————，属于物理性质的是-----——-，属于化学性质的是——-——--— A 木材做成各种家具 B 氨气有刺激性气味 C 酒精挥发 D 煤油燃烧 E 氧化酶是白色粉末 F 铁在潮湿的空气中会生锈 G 煤油能燃烧 H 酒精易挥发

变性淀粉理化性质

变性淀粉的理化性质 淀粉的可利用性取决于淀粉颗粒的结构和淀粉中直链淀粉和支链淀粉的含量,不同种类的淀 粉其分子结构和直链淀粉、支链淀粉的含量不相同。直链淀粉和支链淀粉在若干性质方面存在很大差异,直链淀粉与碘能形成螺旋络合结构,呈现深蓝色,支链淀粉与碘液呈现紫红色,故常用碘液鉴定淀粉。因此,不同来源的淀粉原料具有不同的可利用性。如薯类淀粉,颗粒大而松,易让水分子进去,糊化温度低,峰黏高,分子量大且直链淀粉少,不易分子重排,另外含有0·07% ~0·09%的磷,析水性强,不易回生。谷类淀粉,颗粒小而紧,水分子难进入,糊化温度高,峰黏低,分子小且直链淀粉多,易重排;另外还含有脂肪,直链淀粉与脂肪结合不易吸收,故易胶凝回生,透明性差。天然淀粉在广泛采用新工艺、新设备的现代工业生产中应用是有限的,大多数的天然淀粉都不具备能被有效的、很好的利用性能,因此在保持原淀粉基本性质的基 础上,变性淀粉具有了以下性质：如1）具有了耐酸性；2）耐热性；3）抗剪切等性能。这些性能都使得变性淀粉更适应现代生产工艺的要求。淀粉糊化后具有增稠、凝胶、粘合、成膜及其它功能,不同品种淀粉的特性存在着差别。表1列出各类淀粉的性能,并对其进行比较。这些都是影响淀粉应用的特性。

马铃薯、木薯淀粉、玉米和小麦淀粉糊化后,其黏度存在很大差别(如图1所示)。马铃薯、木薯淀粉较玉米、小麦淀粉易糊化,在较低温度开始糊化,黏度上升快,达到最高值,继续搅拌受热,黏度快速降低,在95℃继续保温1 h,黏度缓慢降低,继续降温至50℃,黏度有所回升;相反玉米、小麦淀粉较难糊化,在降温过程中黏度出现最大峰值,这也说明玉米、小麦淀粉的凝沉性要强于马铃薯和木薯淀粉[2]。

淀粉酶活性研究

淀粉酶活性研究 宁加彬1，王文移2 （青岛科技大学） 摘要：淀粉酶主要用作果汁加工中的淀粉分解和提高过滤速度以及蔬菜加工、糖浆制造、葡萄糖等加工制造。淀粉酶活性的研究在淀粉催化分解工程中占有 重要地位。文中综述了淀粉酶活性及其热稳定性，电场对淀粉酶活性的影响。 pH值、温度、淀粉浓度和钙的添加量以及瞬时高压处理对α-淀粉酶的热稳定 性和活性的影响 关键词：淀粉酶酶活性热稳定性 淀粉酶是水解淀粉和糖原的酶类总称，通常通过淀粉酶催化水解织物上的 淀粉浆料，由于淀粉酶的高效性及专一性，酶退浆的退浆率高，退浆快，污染少，产品比酸法、碱法更柔软，且不损伤纤维。对淀粉酶的研究，有利于我们 更好的理解其催化机理。淀粉是植物种子的主要贮存物质，淀粉酶的主要作用是催化淀粉的水解，淀粉被水解成简单有机化合物并提供细胞生长所需的能量。 1、淀粉酶的研究概况 淀粉酶研究经历了一个较长的奠定和发展时期。在中国知网依据主题—— 淀粉酶进行检索，结果显示在1979-2013年共涉及15840篇文献。其中，2005 年以前的总计5256篇，2005-2010年5256篇，也就是说2005年之前的研究篇 数仅占目前土壤酶研究总数的1／3。而从2005年开始我国对土壤酶活性研究 的论文以超百篇的速度增加，且增加趋势较为明显，仅2012年就有724篇。 针对我国淀粉酶活性研究的快速发展，该文就我国淀粉酶研究种类及研究 方法的资料进行归纳总结，旨在进一步扩宽我国淀粉酶活性研究的范围，为今 后淀粉酶的研究提供一些新的思路，同时也可促进我国淀粉酶研究方法的发展。 2、淀粉酶的分类 淀粉酶是水解淀粉和糖原酶类的统称。按水解淀粉方式不同，把淀粉酶分 为α-淀粉酶、β-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶和异淀粉酶四类。目前淀粉酶已广泛 地应用于食品、发酵、畜牧业生产、谷物加工、纺织、造纸、轻化工业、医药 和临床分析等领域 (Ashok et al．，2000；Lili，2000；柳辉等，2007；张剑等，2009)。其中，中温淀粉酶主要应用于饴糖、啤酒、黄酒、葡萄糖、味精以及抗生素等行业，也可以用于高质量的丝绸人造棉、化学纤维的退浆。淀粉 酶广泛存在于微生物、植物和动物体中。现已有大量有关土壤微生物产淀粉酶 及酶学性质的文献报道(卢涛等，2002，四川大学学报(自然科学版)，39(6)：1131—1133；张应玖等。2002)。

石墨烯基本特性

2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，用高度定向的热解石墨首次获得了独立存在的高质量石墨烯，打破了传统的物理学观点:二维晶体在常温下不能稳定存在。两人也因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。 石墨烯是一种碳原子分布在二维蜂巢晶体点阵上的单原子层晶体。被认为是构建所有其他维数石墨材料的基本单元，它可以包裹成零维的富勒烯，卷曲成一维的碳纳米管或者堆垛成三维的石墨，如图所示。石墨烯晶体C-C键长为0.142nm，每个碳原子4 个价电子中的3 个通过σ键与临近的3个碳原子相连，S、Px 和Py3个杂化轨道形成强的共价键合，组成sp2杂化结构。这些σ键赋予了石墨烯极其优异的力学性质和结构刚性。拉伸强度高达130Gpa，破坏强度为42N/m，杨氏模量为1.0TPa,断裂强度为125Gpa 与碳纳米管相当。石墨烯的厚度仅为0.35nm左右，是世界上最薄的二维材料。石墨烯一层层叠起来就是石墨，厚1毫米的石墨大约包含300万层石墨烯。铅笔在纸上轻轻划过，留下的痕迹就可能是几层甚至仅仅一层石墨烯。（百度百科）石墨烯的硬度比最好的钢铁强100倍，甚至还要超过钻石，是已知的世上最薄、最坚硬的纳米材料。

石墨烯结构示意图（10） 石墨烯目前最有潜力的应用是成为硅的替代品，制造超微型晶体管，用来生产未来的超级计算机。传统的半导体和导体，例如硅和铜，由于电子和原子的碰撞，传统的半导体和导体用热的形式释放了一些能量，2013年一般的电脑芯片以这种方式浪费了72%-81%的电能。而在石墨烯中，每个碳原子都有一个垂直于碳原子平面的σz轨道的未成键的p电子，在晶格平面两侧如苯环一样形成高度巡游的大π键，可以在晶体中自由高效的迁移，且运动速度高达光速的1/300，电子能量不会被损耗，赋予了石墨烯良好的导电性。晶格平面两侧高度巡游的大π键电子又使其具有零带隙半导体和狄拉克载流子特性宽频的光吸收和非线性光学性质, 以及室温下的量子霍尔效应等。常温

天然气物理化学性质

海底天然气物理化学性质 第一节海底天然气组成表示法 一、海底天然气组成 海底天然气是由多种可燃和不可燃的气体组成的混合气体。以低分子饱和烃类气体为主，并含有少量非烃类气体。在烃类气体中，甲烷（CH 4 ）占绝大部分， 乙烷（C 2H 6 ）、丙烷（C 3 H 8 ）、丁烷（C 4 H 10 ）和戊烷（C 5 H 12 ）含量不多，庚烷以上 （C 5+）烷烃含量极少。另外，所含的少量非烃类气体一般有氮气（N 2 ）、二氧化 碳（CO 2）、氢气（H 2 ）、硫化氢（H 2 S）和水汽（H 2 O）以及微量的惰性气体。 由于海底天然气是多种气态组分不同比例的混合物，所以也像石油那样，其物理性质变化很大，它的主要物理性质见下表。 海底天然气中主要成分的物理化学性质 名称分 子 式 相 对 分 子 质 量 密度 /Kg ·m-3 临界 温度 /℃ 临 界 压 力 /MP a 粘度 /KP a ·S 自 燃 点 / ℃ 可燃性 限 /% 热值 /KJ·m-3 (15.6℃， 常压) 气体 常数 / Kg· m· (Kg ·K)-1 低 限 高 限 全 热 值 净 热 值 甲烷CH 4 16. 043 0.71 6 -82. 5 4.6 4 0.01( 气) 6 4 5 5. 15. 372 62 334 94 52.8 4 乙烷C 2 H 6 30. 070 1.34 2 32.2 7 4.8 8 0.009( 气) 5 3 3. 2 12. 45 661 51 602 89 28.2 丙烷C 3 H 8 44. 097 1.96 7 96.8 1 4.2 6 0.125( 10℃) 5 1 2. 37 9.5 937 84 862 48 19.2 3 正丁烷n-C 4 H 10 58. 12 2.59 3 152. 01 3.8 0.174 4 9 1. 86 8.4 1 121 417 108 438 14.5 9 异丁烷i-C 4 H 10 58. 12 2.59 3 134. 98 3.6 5 0.194 1. 8 8.4 4 121 417 108 438 14.5 9 氨He 4.0 03 0.19 7 -267 .9 0.2 3 0.0184 211. 79 氮N 228. 02 1.25 -147 .13 3.3 9 0.017 30.2 6

木薯淀粉的理化性质

木薯淀粉的理化性质 淀粉是绿色植物通过光合作用合成的，它储存于植物的种子、块茎和块根中。植物所含淀粉的多少与品种、生长周期、繁殖与种植方法、收获方法、抗病抗灾性能、日照的时间与强度、环境的温度与湿度、降水量、地形和土壤条件等因素有密切的关系。在稻、麦、玉米、高粱的种子颗粒中含有70%左右的淀粉，在马铃薯的块茎中含有18%左右的淀粉，在木薯的块根中含有25%左右的淀粉。我们就是利用这些含淀粉高的种子、块茎、块根作为原料来生产淀粉。 淀粉是可再生资源，也是产量仅次于纤维素的第二大可再生资源。它取之不尽，用之不竭，是人类赖以生存和发展的最基本和最重要的资源。 为区别淀粉品种，一般加用原料名称，如玉米淀粉、木薯淀粉、马铃薯淀粉、甘薯淀粉、小麦淀粉等等。 木薯淀粉玉米淀粉、马铃薯淀粉、小麦淀粉等一样，都是重要的工业原料，用途极其广泛。 一、木薯淀粉的化学组成和结构 淀粉主要由碳、氢、氧三种元素组成。淀粉是在水介质中光合作用合成，即植物的绿叶以叶绿素为催化剂，通过将二氧化碳和水合成为葡萄糖，其反应式为： 日光 ↓ 6CO2+6H2O ─→ C6H12O6+6O2 ↑ 叶绿素 燃烧 ↓ （C6H10O5）n+6nO2 ─→ 5nH2O+6nCO2+Q(热) ↑ △ 木薯淀粉为多聚葡萄糖，属于碳水化合物中的多糖类。多糖类又叫高聚糖，是许多单糖的聚合物，即许多葡萄糖分子连接起来成为淀粉分子。工业生产葡萄糖就是以淀粉作原料，将聚合状态的葡萄糖经水解转变成为游离状态的葡萄糖。这个反应过程称为“糖化”，其反应式如下： 酸或酶

直链淀粉是由葡萄糖单位通过α××105。此值相当于分子中有200-980个葡萄糖单位。木薯淀粉的直链淀粉，其含量（干基）为17%，平均聚合度为2600，平均聚合度质量为6700，表现的聚合度分布为580-2200。 支链淀粉具有高度分支结构，由线型直链淀粉短链组成，其分子较直链淀粉大，相对分子

小麦中的淀粉酶及其研究进展

小麦中的淀粉酶及其研究进展 摘要：从各个方面来研究了小麦中淀粉酶的功能作用以及它的作用机理，通过研究可知，小麦中的а-淀粉酶和β-淀粉酶对食品的品质的影响起着重要的作用。并通过国内外的研究进展来进一步说明小麦中淀粉酶的研究是很有必要的。最后提到了淀粉酶的添加来弥补某些淀粉酶不足以满足食品加工的小麦。本文主要从小麦中的淀粉酶研究意义，国内外小麦中的淀粉酶的研究近况以及未来的发展方向进行了较为全面的综述。 关键词：小麦；淀粉酶；研究进展 在活细胞中进行着大量的化学反应的特点是速度很快，且能有秩序的进行，从而使得细胞同时能进行各种降解代谢及合成代谢，以满足生命活动的需要。生物细胞之所以能够在常温常压下以极高的速度和很大的专一性进行化学反应是由于其中存在一种称为“酶”的生物催化剂。而在小麦的生长，储存，加工等环节中，其中存在的酶就具有非常重要的作用，小麦中的酶会影响着小麦的储存，加工等品质。小麦粉中的淀粉酶主要有3类，即а-淀粉酶，β-淀粉酶和葡萄糖淀粉酶。其中与面包烘焙有关的主要是а-淀粉酶和β-淀粉酶，而且а-淀粉酶与小麦的储藏品质也有着极其密切的关系。所以对小麦中的淀粉酶进行研究是十分有必要的。 1.研究小麦中的淀粉酶的意义 小麦中的淀粉酶主要有а-淀粉酶，β-淀粉酶和葡萄糖淀粉酶这三类。面粉有很多用途，可以制成各种不同的成品食品。而面粉大多数都是小麦面粉，可见要研究面粉就的研究小麦，并且小麦中的а-淀粉酶，β-淀粉酶与面包烘焙有关，而且а-淀粉酶与小麦的储藏品质也有着极其密切的关系。所以研究小麦中的淀粉酶是非常有意义的。通过研究可以更好地把握不同小麦品种的淀粉酶的性质，来改善淀粉酶，从而来改进食品品质。 1.1小麦中的а-淀粉酶对面包品质的影响 大量的研究已证实，由于淀粉酶在发酵过程中对淀粉分子进行了有益的修饰，进而改善了面包的质地、体积、颜色、货架寿命等方面的性质,具体影响如下[1,2]： 1.1.1 а-淀粉酶对面包品质的影响 ○1а-淀粉酶能增大面包体积。а-淀粉酶是通过适当阻止面筋的形成来使面包体积增加的，

石墨烯的特殊性能

石墨烯的特殊性能 摘要：石墨烯是2004年才发现的一种有奇异性能的新型材料，它是由碳原子组成的二维六角点阵结构，具有单一原子层或几个原子层厚。石墨烯因其具有独特的电子能带结构和具相对论电子学特性，是迄今为止人类发现的最理想的二维电子系统，且具有丰富而新奇的物理特性。本文详细介绍了石墨烯的结构，特殊性能以及对石墨烯原胞进行了5×5×1的扩展，通过密度泛函理论 ( DFT) 和广义梯度近似( GGA)对50个碳原子的本征石墨烯超晶胞进行电子结构计算。 关键字：石墨烯，结构，特殊性能，超晶胞，电子结构计算 一、引言 石墨烯是2004年以来发现的新型电子材料石墨烯是sp2杂化碳原子形成的厚度仅为单层原子的排列成蜂窝状六角平面晶体。在单层石墨烯中，碳碳键长为0.142nm，厚度只有0.334nm。石墨烯是构成下列碳同素异型体的基本单元：例如：石墨，碳纳米管和富勒烯。石墨烯被认为是平面多环芳香烃原子晶体。石墨烯在电子和光电器件领域有着重要和广阔的应用前景正因为如此，石墨烯的两位发现者获得了2010年的诺贝尔物理学奖。

石墨烯是一种没有能隙的半导体，具有比硅高100倍的载流子迁移率，在室温下具有微米级自由程和大的相干长度，因此石墨烯是纳米电路的理想材料，石墨烯具有良好的导热性[3000W／(m〃K)]、高强度(110GPa)和超大的比表面积 (2630mZ／g)。这些优异的性能使得石墨烯在纳米电子器件、气体传感器、能量存储及 复合材料等领域有光明的应用前景 二、石墨烯的特殊性能 石墨烯是一种半金属或者零带隙二维材料，在靠近布里渊区6个角处的低能区，其E-k色散关系是线性的 ,因而电子或空穴的有效质量为零，这里的电子或空穴是相对论粒子，可以用自旋为1／2粒子的狄拉克方程来描述。 石墨烯的电子迁移率实验测量值超过15000cm／(V〃s)(载流子浓度n≈10 cm )，在10～100K范围内，迁移率几乎与温度无关，说明石墨烯中的主要散射机制是缺陷散射，因此，可以通过提高石墨烯的完整性来增加其迁移率，长波的声学声子散射使得石墨烯的室温迁移率大约为200000cm ／(V〃s)，其相应的电阻率为lO -6 〃cm，

常用化学试剂物理化学性质

氨三乙酸 化学式CH6N9O6，分子量191.14，结构式N（CH2COOH）3，白色棱形结晶粉末，熔点246~249℃（分解），能溶于氨水、氢氧化钠，微溶于水，饱和水溶液pH为2.3，不溶于多数有机溶剂，溶于热乙醇中可生成水溶性一、二、三碱性盐。属于金属络合剂，用于金属的分离及稀土元素的洗涤，电镀中可以代替氰化钠，但稳定性不如EDTA。 丙酮 最简单的酮。化学式CH3COCH3。分子式C3H6O。分子量58.08。无色有微香液体。易着火。比重0.788（25/25℃）。沸点56.5℃。与水、乙醇、乙醚、氯仿、DMF、油类互溶。与空气形成爆炸性混和物，爆炸极限2.89~12.8%（体积）。化学性质活泼，能发生卤化、加成、缩合等反应。广泛用作油脂、树脂、化学纤维、赛璐珞等的溶剂。为合成药物（碘化）、树脂（环氧树脂、有机玻璃）及合成橡胶等的重要原料。 冰乙酸 化学式CH3COOH。分子量60.05。醋的重要成份。一种典型的脂肪酸，无色液体。有刺激性酸味。比重1.049。沸点118℃，可溶于水，其水溶液呈酸性。纯品在冻结时呈冰状晶体（熔点16.7℃），故称“冰醋酸”，能参与较多化学反应。可用作溶剂及制造醋酸盐、醋酸酯（醋酸乙酯、醋酸乙烯）、维尼纶纤维的原料。 苯酚 简称“酚”，俗称“石炭酸”，化学式C6H5OH，分子量94.11，最简单的酚。无色晶体，有特殊气味，露在空气中因被氧化变为粉红，有毒！并有腐蚀性，密度1.071（25℃），熔点42~43℃，沸点182℃，在室温稍溶于水，在65℃以上能与任何比与水混溶，易溶于酒精、乙醚、氯仿、丙三醇、二硫化碳中，有弱酸性，与碱成盐。水溶液与氯化铁溶液显紫色。可用以制备水杨酸、苦味酸、二四滴等，也是合成染料、农药、合成树脂（酚醛树脂）等的原料，医学上用作消毒防腐剂，低浓度能止痒，可用于皮肤瘙痒和中耳炎等。高浓度则产生腐蚀作用。 1,2-丙二醇 化学式CH3CHOHCH2OH，分子量76.10，分子中有一个手征性碳原子。外消旋体为吸湿性粘稠液体；略有辣味。比重1.036（25/4℃），熔点-59℃，沸点188.2℃、83.2℃（1，333Pa），与水、丙酮、氯仿互溶，溶于乙醚、挥发油，与不挥发油不互溶，左旋体沸点187~189℃，比旋光度-15.8。丙二醇在高温时能被氧化成丙醛、乳酸、丙酮酸与醋酸。为无毒性抗冻剂。可用于酿酒、制珞中，是合成树脂的原料。医学上用作注射剂、内服药的溶剂与防腐剂，防腐能力比甘油大4倍，此外还可用于室内空气的消毒。 丙三醇 学名1,2,3-三羟基丙烷，分子式C3H8O3，分子量92.09，有甜味的粘稠液体，甜味为蔗糖的0.6倍，易吸湿，对石蕊试纸呈中性。比重1.26362（20/20℃）。熔点7.8℃，沸点290℃（分解）167.2℃（1，3332Pa）。折光率1.4758（15℃），能吸收硫化氢、氰化氢、二氧化硫等气体。其水溶液（W/W水）的冰点：10%，-1.6℃；30%，-9.5℃；50%，-23℃；80%，-20.3℃。与水、乙醇互溶，溶于乙酸乙酯，微溶于乙醚，不溶于苯、氯仿、四氯化碳、二硫化碳、石油醚、油类。可以制备炸药（硝化甘油）、树脂（醇酸树脂）、润滑剂、香精、液体肥皂、增塑剂、甜味剂等。在印刷、化妆品、烟草等工业中作润滑剂。医学上可用滋润皮肤，防止龟裂；作为栓剂（甘油栓）可用作通便药。切勿与强化剂如三氧化铬、氯酸钾、高锰酸钾放在一起，以免引起爆炸。 蓖麻油 化学式C57H104O9，分子量933.37。无色或淡黄色透明液体，具有特殊臭味，凝固点-10℃，比重

高三化学复习有机化学--结构与性质的关系

高三化学复习有机化学----结构与性质 一、掌握各类有机物的官能团及性质 ㈠烃类有机物的性质 1.烷烃： ⑴饱和烃---特征反应为与X2发生取代反应，条件光照，得到各种卤代烃的混合物。 ⑵氧化反应---燃烧（单不能被高锰酸钾酸性溶液氧化）。 ⑶高温分解（如甲烷高温分解得到碳黑和氢气，其它烷烃可以发生裂解反应）。 2.烯烃：官能团为 --- C═C ⑴不饱和烃---特征反应是与（H2、X2、HX、H2O）等的加成反应。 ⑵氧化反应---燃烧、被高锰酸钾酸性溶液氧化。 ⑶聚合反应---加成聚合反应。 3.炔烃：官能团为 --- C≡C ⑴不饱和烃---特征反应是与（H2、X2、HX、H2O）等的加成反应。注意加成时与烯烃比较。 ⑵氧化反应---燃烧（与乙烯燃烧的比较）、被高锰酸钾酸性溶液氧化。 4.芳香烃：以苯为例。 ⑴取代反应---卤代反应、硝化反应、磺化反应。 ⑵加成反应---与氢气在催化剂、加热的条件下加成得到环己烷。 ⑶氧化反应---燃烧。 ㈡烃的衍生物的性质 1.卤代烃：以一溴乙烷为例（CH3CH2Br）官能团为 ---卤原子─X。 ⑴水解反应---与NaOH的水溶液共热，是取代反应。 ⑵消去反应---与NaOH的醇溶液共热，是消去反应。规律略。 2.醇：以乙醇为例（C2H5OH）官能团为---羟基─OH ⑴与活泼金属的反应（如K、Na、Ca等）⑵与氢卤酸的反应---取代反应 ⑶催化氧化反应---条件、反应规律、断键位置等 ⑷分子间脱水反应---条件、取代反应、断键位置 ⑸分子内脱水反应---条件、消去反应、断键位置、反应规律 ⑹酯化反应---条件、取代反应、断键位置、酯的种类、书写、名称等 3.酚：以苯酚为例,官能团---酚羟基─OH ⑴酸性（与氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液的反应）俗名石炭酸 ⑵苯环上的取代反应（比苯容易，由于羟基的影响）与浓溴水反应产生白色沉淀（应用） ⑶与铁盐的显色反应—用于检验苯酚 (─CHO) 4.醛和酮：官能团：羰基、醛基 ⑴醛、酮与氢气的加成反应 ⑵银镜反应（检验醛基的反应、氧化反应、银氨溶液的制备方法） ⑶与新制的氢氧化铜悬浊液的反应 5.羧酸和酯：羧酸的官能团是羧基─COOH ⑴酸性（有酸的通性，弱酸，比碳酸的酸性强

石墨烯结构的分析

石墨烯 石墨烯之所以被广泛应用，是由其自身的内部结构决定的。 石墨烯（Graphene）是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。 石墨烯内部碳原子的排列方式与石墨单原子层一样以sp2杂化轨道成键，并有如下的特点：碳原子有4个价电子，其中3个电子生成sp2键，即每个碳原子都贡献一个位于pz轨道上的未成键电子，近邻原子的pz轨道与平面成垂直方向可形成π键，新形成的π键呈半填满状态。研究证实，石墨烯中碳原子的配位数为3，每两个相邻碳原子间的键长为 1.42×10-10米，键与键之间的夹角为120°。除了σ键与其他碳原子链接成六角环的蜂窝式层状结构外，每个碳原子的垂直于层平面的pz轨道可以形成贯穿全层的多原子的大π键（与苯环类似），因而具有优良的导电和光学性能。 在石墨烯中，电子能够极为高效地迁移，而传统的半导体和导体，例如硅和铜远没有石墨烯表现得好。由于电子和原子的碰撞，传统的半导体和导体用热的形式释放了一些能量，目前一般的电脑芯片以这种方式浪费了70%-80%的电能，石墨烯则不同，它的电子能量不会被损耗，这使它具有了优良导热特性。 超级电池采用单原子厚度的碳层构成，这项技术能够在最短时间内对手机和汽车快速充电，能够很容易制造并整合成为器件，未来有望制造更小的手机。 石墨烯储能和放电过程中不发生电池反应，只是将电子储存和释放，是物理变化。由此，应当称其为电容，而不是电池。目前，石墨烯应用于电池上的研究基本上有3个方向： 一是以石墨烯形成全新体系电池。就是说以石墨烯制造一个全新体系的电池，在性能上是颠覆性的，称作“超级电池”。使用这种材料制作的电池，能量密度超过600wh/kg，是目前动力锂电池的5倍，一次充电时间只需8分钟，可行驶1000公里；电池重量只有锂离子电池的一半，体积也会大幅缩小，减轻使用该电池汽车的自身重量；电池的使用寿命更长，是传统氢化电池的4倍，锂电池的2倍；其成本将比目前锂电池降低77%。这些物理参数都符合超级电池的要求。 二是以石墨烯强化现有电池性能。将石墨烯运用到现有电池上，改进提升锂电池、太阳能电池等电池性能，力图达到超级电池的性能。对于那些已投巨资建

各元素物理化学性质

各元素物理化学性质 序号符 号 中 文 读音 原子 量 外层 电子 常见化 合价 分类英文名英文名音标其它 1 H 氢轻 1 1s1 1、-1 主/非 /其 Hydrogen ['haidr?d??n] 最轻 2 He 氦害 4 1s2 主/非 /稀 Helium ['hi:li?m] 最难液化 3 Li 锂里7 2s1 1 主/碱Lithium ['liθi?m] 活泼 4 Be 铍皮9 2s2 2 主/碱 土 Beryllium [be'rili?m] 最轻碱土金属元素 5 B 硼朋10.8 2s2 2p1 3 主/类Boron ['b?:r?n] 硬度仅次于金刚石 的非金属元素 6 C 碳探12 2s2 2p2 2、4、-4 主/非 /其 Carbon ['kɑ:b?n] 沸点最高 7 N 氮蛋14 2s2 2p3 -3 1 2 3 4 5 主/非 /其 Nitrogen ['naitr?d??n] 空气中含量最多的 元素 8 O 氧养16 2s2 2p4 -2、-1、2 主/非 /其 Oxygen ['?ksid??n] 地壳中最多 9 F 氟福19 2s2 2p5 -1 主/非 /卤 Fluorine ['flu?ri:n] 最活泼非金属，不能 被氧化 10 Ne 氖乃20 2s2 2p6 主/非 /稀 Neon ['ni:?n] 稀有气体 11 Na 钠那23 3s1 1 主/碱Sodium ['s?udi?m] 活泼 12 Mg 镁每24 3s2 2 主/碱 土 Magnesium [mæɡ'ni:zi?m] 轻金属之一 13 Al 铝吕27 3s2 3p1 3 主/金 /其 Aluminum [,ælju'minj?m] 地壳里含量最多的 金属 14 Si 硅归28 3s2 3p2 4 主/类Silicon ['silik?n] 地壳中含量仅次于 氧 15 P 磷林31 3s2 3p3 -3、3、5 主/非 /其 Phosphorus ['f?sf?r?s] 白磷有剧毒 16 s 硫留32 3s2 3p4 -2、4、6 主/非 /其 Sulfur ['s?lf?] 质地柔软，轻。与氧 气燃烧形成有毒的 二氧化硫 17 Cl 氯绿35.5 3s2 3p5 -1、1、3、 5、7 主/非 /卤 Chlorine ['kl?:ri:n] 有毒活泼 18 Ar 氩亚40 3s2 3p6 主/非 /稀 Argon ['ɑ:ɡ?n] 稀有气体，在空气中 含量最多的稀有气 体 19 K 钾假39 4s1 1 主/碱Potassium [p?'tæsj?m] 活泼，与空气或水接触发生反应，只能储存在煤油中 20 Ca 钙盖40 4s2 2 主/碱 土 Calcium ['kælsi?m] 骨骼主要组成成分

物理化学性质

甲醇 MSDS 基本信息 中文名：甲醇；木酒精木精；木醇英文名： Methyl alcohol；Methanol 分子式：CH4O 分子量： 32.04 CAS号： 67-56-1 外观与性状：无色澄清液体，有刺激性气味。 主要用途：主要用于制甲醛、香精、染料、医药、火药、防冻剂等。 物理化学性质 熔点： -97．8 沸点： 64．8 相对密度(水=1)：0．79 相对密度(空气=1): 1．11 饱和蒸汽压(kPa)：13．33／21．2℃ 溶解性：溶于水，可混溶于醇、醚等多数有机溶剂临界温度(℃)：240 临界压力(MPa)：7．95 燃烧热(kj/mol)：727．0 甲醇由甲基和羟基组成的，具有醇所具有的化学性质。[3] 甲醇可以在纯氧中剧烈燃烧，生成水蒸气(I)和二氧化碳(IV)。另外，甲醇也和氟气会产生猛烈的反应。[4] 与水、乙醇、乙醚、苯、酮、卤代烃和许多其他有机溶剂相混溶，遇热、明火或氧化剂易 燃烧。燃烧反应式为： CH3OH + O2 → CO2 + H2O 具有饱和一元醇的通性，由于只有一个碳原子，因此有其特有的反应。例如：① 与氯化钙形成结晶状物质CaCl2·4CH3OH，与氧化钡形成B aO·2CH3OH的分子化合物并溶解于甲醇中；类似的化合物有MgCl2·6CH3OH、CuSO4·2CH3OH、CH3OK·CH3OH、AlCl3·4CH3OH、AlCl3·6CH3OH、AlCl3·10CH3OH等；② 与其他醇不同，由于-CH2OH基与氢结合，氧化时生成的甲酸进一步氧化为CO2；③ 甲醇与氯、溴不易发生反应，但易与其水溶液作用，最初生成二氯甲醚(CH2Cl)2O，因水的作用转变成HCHO与HCl；④ 与碱、石灰一起加热，产生氢气并生成甲酸钠；CH3OH+NaOH→HCOONa+2H2；⑤与锌粉一起蒸馏，发生分解，生成 CO和H2O。[2] 产品用途 1.基本有机原料之一。主要用于制造甲醛、醋酸、氯甲烷、甲胺和硫酸二甲酯等多种 有机产品。也是农药（杀虫剂、杀螨剂）、医药（磺胺类、合霉素等）的原料，合成对苯二甲酸二甲酯、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸甲酯的原料之一。还是重要的溶剂，亦

木薯淀粉的理化性质定稿版

木薯淀粉的理化性质 HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】

木薯淀粉的理化性质 淀粉是绿色植物通过光合作用合成的，它储存于植物的种子、块茎和块根中。植物所含淀粉的多少与品种、生长周期、繁殖与种植方法、收获方法、抗病抗灾性能、日照的时间与强度、环境的温度与湿度、降水量、地形和土壤条件等因素有密切的关系。在稻、麦、玉米、高粱的种子颗粒中含有70%左右的淀粉，在马铃薯的块茎中含有18%左右的淀粉，在木薯的块根中含有25%左右的淀粉。我们就是利用这些含淀粉高的种子、块茎、块根作为原料来生产淀粉。 淀粉是可再生资源，也是产量仅次于纤维素的第二大可再生资源。它取之不尽，用之不竭，是人类赖以生存和发展的最基本和最重要的资源。 为区别淀粉品种，一般加用原料名称，如玉米淀粉、木薯淀粉、马铃薯淀粉、甘薯淀粉、小麦淀粉等等。 木薯淀粉玉米淀粉、马铃薯淀粉、小麦淀粉等一样，都是重要的工业原料，用途极其广泛。 一、木薯淀粉的化学组成和结构 淀粉主要由碳、氢、氧三种元素组成。淀粉是在水介质中光合作用合成，即植物的绿叶以叶绿素为催化剂，通过将二氧化碳和水合成为葡萄糖，其反应式为： 日光 ↓ 6CO2+6H2O ─→ C6H12O6+6O2

↑ 叶绿素 葡萄糖又经一系列的生物化学反应，最后生成淀粉、纤维素等多聚糖。淀粉的分子式为（C6H10O5）n，光合作用分子量是n(162.14)。n是一个不定数，表示淀粉分子是由许多个葡萄糖单位组成。组成淀粉分子的葡萄糖单位数量称为聚合度，聚合度乘以葡萄糖单位分子量162.14便得淀粉分子量〔为了与游离葡萄糖（C6H12O6）区别，通常称 （C6H10O5）为葡萄糖单位〕。在组成淀粉的元素中，碳占44.5%，氢占6.2%，氧占 49.3%。干淀粉燃烧生成二氧化碳和水，并放出大量的热，其反应式为： 燃烧 ↓ （C6H10O5）n+6nO2 ─→ 5nH2O+6nCO2+Q(热) ↑ △ 木薯淀粉为多聚葡萄糖，属于碳水化合物中的多糖类。多糖类又叫高聚糖，是许多单糖的聚合物，即许多葡萄糖分子连接起来成为淀粉分子。工业生产葡萄糖就是以淀粉作原料，将聚合状态的葡萄糖经水解转变成为游离状态的葡萄糖。这个反应过程称为“糖化”，其反应式如下： 酸或酶