文献综述
1.纤维素
纤维素是由1,4-糖苷键连接beta;-D-吡喃型葡萄糖构成的线型天然高分子聚合物，其化学反应式为(C6H10O5)n（n为葡萄糖数目，即聚合度，数值一般在几百至几千，有的高达一万以上），如下图所示2-1所示。
图2-1 纤维素分子链结构式[[1]]
Figure.2-1 Structural formula of cellulose
从纤维素的分子式可以看出，纤维素中存在着大量的羟基，这些羟基分布在葡萄糖单元的2、3和6位的C上，具有较强的化学反应活性，这使得纤维素可以与其他化学物质发生酯化、醚化、氧化以及接枝交联等化学反应[[2],[3],[4]]。羟基的存在还会使纤维素分子内和分子间形成较强的氢键，使得纤维素一般很难在纯水、或者稀酸稀碱等有机溶剂里溶解，只能溶解在一些特殊的试剂里，如溶于氢氧化铜的铵溶液、铜乙二胺碱、季胺碱、氯化锌的盐酸溶液和二硫化碳等，这使得纤维素的应用受到很大限制。
在自然界中，纤维素一般以原纤维（elementary fibril）的形式存在，如下图2-1所示。在自然界中，大约有36条纤维素分子长链通过氢键和范德华力作用组装合成原纤维，原纤维通过堆积进一步组装成微纤丝束[[5]]。不同来源的微纤丝束具体尺寸也不相同，但是总的来说，微纤丝束的截面尺寸一般在2-20 nm之间，长度为几微米或者几百微米。在纤维素原纤堆积形成微纤丝束的过程中，原纤维中往往会受到内应力，使纤维素长链发生倾斜和扭曲，形成一些排列散乱的无定形区域；而有纤维素长链受应力作用较小，能够排列整齐，形成了纤维素的结晶区。在无定形区中，纳米纤维素分子间距离较大，密度偏低，纤维素的链取向性差；而结晶区由于其纤维素长链排列有一定顺序，较为紧密，密度较高，取向性好，无定形区与结晶区交替连接形成纤维素。
图2-2纤维的多层次结构示意图[[6]]
Figure.2-2 The Multi-level structure diagram of fibrils[17]
2.植物纤维原料中纤维素的提取
纤维素、半纤维素以及木质素，通过各种化学键，如酯键、醚键 (包括糖苷键) 和氢键，紧密的结合在一起，形成了一个结构复杂、牢固的复合体[[7]]。在这个复合体中，木质素与半纤维素常常包裹在纤维素的周围，对纤维素起着保护作用，从而使纤维素在一定程度上抵御了化学试剂，不溶于水，也不溶于有机溶剂，更不与稀酸或者稀碱反应。为了对植物纤维原料中的纤维素进行深度科学研究，去除木质素和半纤维素是必不可少的，这不仅可以提取出高含量的纤维素，还可以充分实现生物质资源的利用。现如今，纤维素的提取技术方法有很多，大致可以分为物理法和化学法。
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