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半纤维素作为自然界中植物纤维第二大组分,因其丰富的来源以及可再生性受到广泛的关注。近年来,随着研究技术水平的不断进步,越来越多能够满足不同需求的半纤维素及其衍生物得到了开发和利用。本论文将含有碳碳双键、苯环、羧基的肉桂酸酐和聚木糖在氯化-1-烯丙基-3-甲基咪唑盐（[AMIM]Cl）均相离子液体中,利用不同催化剂（NaOH,KOH和LiOH）酰化合成聚木糖衍生物。通过改变催化剂、反应时间、反应温度和肉桂酸酐/聚木糖摩尔比获得不同取代度（DS,0.11到0.57之间）的聚木糖衍生物。用红外光谱（FTIR）和13C NMR波谱对生成的聚木糖衍生物进行了化学结构表征,探明了其官能团的存在。热重分析（TGA）表明聚木糖衍生物的热稳定性低于聚木糖。将不同取代度的聚木糖衍生物分别加入到APMP浆和化学浆中,结果表明,加入聚木糖衍生物可明显改善纸浆的物理性能。与对照浆相比,当取代度为0.18的聚木糖衍生物添加到APMP浆后,纸浆的裂断长、耐破指数、撕裂指数和透明度分别提高了33.3%、7.7%、3.2%和5.4%,在相同APMP浆与化学浆配抄比例下加入聚木糖衍生物也能显著提高配抄纸张的物理性能。通过扫描电镜观察分析纸张的纤维交织以及细小纤维留着情况,表明聚木糖类半纤维素可以作为造纸湿部添加剂来应用,这为农业剩余物半纤维素的高值化利用提供理论指导。利用不同取代度的聚木糖衍生物作为原料,加入蒙脱土（MMT）和聚乙烯醇（PVA）制备复合薄膜,通过热重分析研究了薄膜的热性能（TGA和DSC）。采用SEM、AFM、FT-IR和XRD检测了薄膜的形貌、结构及复合膜的吸水性能。结果表明,随着聚木糖衍生物的加入,薄膜的性能得到了改善。当聚木糖衍生物的取代度为0.57时,膜材料性能比较理想,制备的复合薄膜可用于食品包装材料。利用FTIR和SEM分析观察了聚木糖衍生物（肉桂酰化聚木糖）基水凝胶的化学结构及表面多孔结构,优选出水凝胶CX-g-AA较理想的制备条件为MBA/聚木糖和AA/聚木糖比值分别为0.1和8;较理想的吸附条件为MBA/CX比值0.1、AA/CX比值8、DS为0.57、Cr3+pH为5.5、Cd2+pH6.5、Zn2+pH 6.5、时间120 min和金属离子浓度为800 mg/g,此条件下Cr3+、Cd2+和Zn2+的最大吸附量分别为787.3、612.5和556.8 mg/g。CX-g-AA水凝胶吸附重金属离子是一个伪二级动力学吸附过程,是一种化学过程。CX-g-AA水凝胶可以重复使用,吸附量和回收效率没有明显损失。