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生物質(zhì)材料一般是指,，以木材、竹材,、農(nóng)作物秸稈等農(nóng)林廢棄物為原料,，經(jīng)過物理、化學,、生物等處理方法制備得到的綠色,、環(huán)保、低碳的一種新材料,，對緩解我國的能源緊缺,，發(fā)展低碳經(jīng)濟,，生物質(zhì)能源有著越來越重要的作用,。

南京林業(yè)大學現(xiàn)代分析測試中心，2012年購置了島津的AIXS UItraDLD X射線光電子能譜儀,，經(jīng)過十多年的安全運行,，累計測試樣品數(shù)萬個，在生物質(zhì)材料測試中積累了較豐富的經(jīng)驗,。在實際分析測試工作中,，我們經(jīng)常遇到的生物質(zhì)材料有木質(zhì)素、纖維素,、生物質(zhì)碳,、木材等等。現(xiàn)結(jié)合實際工作與部分文獻,，和大家分享一下島津XPS在生物質(zhì)材料測試中的應用,。

1纖維素Cellulose

纖維素是植物細胞壁主要組成成分，因而是自然界含量非常豐富的天然高分子聚合物之一,。由于纖維素表面含有大量的自由活性羥基,，利用XPS技術(shù)，我們可以在圖1全譜中很直接地看到：纖維素的成分為C和O兩種元素,，對C 1s高分辨譜圖做分峰處理后,，其主要有C-C 、C-OH ,、C=O/O-C-O,。

圖1 纖維素

納米纖維素膜改性處理

納米纖維素膜經(jīng)改性處理后，對膜表面進行XPS測試后,，如圖2,，N 1s峰明顯出現(xiàn)，說明成功加入了含N官能團,。

圖2 纖維素膜改性

2木材Timber

為了將木材應用于功能器件載體,，通過對木材表面處理,，并利用XPS對C 1s 譜圖分析，可以看到,，經(jīng)表面處理后（圖3）,，C-C 峰明顯減弱，C-OH成為最強主峰,。

圖3 木材表面處理

圖4中,，木材表面經(jīng)低溫等離子體處理后，表面發(fā)生氧化,，可有效改善木材表面的界面潤濕性,，通過對C 1s峰分析，發(fā)現(xiàn)隨著處理時間的延長,，含氧官能團明顯增加,。

International Journal of Adhesion and Adhesive Volume 125, July 2023, 103435

圖4 木材表面等離子體處理

3秸稈Straw

從圖5全譜譜圖中可以看到，農(nóng)作物秸稈表面主要有C,、N,、O、Ca,、 S ,、P 、Si等元素,，通過對P元素精細譜的掃描,，可以看到P 2p 峰發(fā)生明顯變化，秸稈的脫磷實驗效果明顯,。

圖5 農(nóng)作物秸稈

 XPS能夠?qū)Ρ砻鎸踊虮∧さ慕M成和結(jié)構(gòu)提供有價值的信息,，表征出表面的元素組成、元素價態(tài)及半定量分析,，廣泛應用于材料,、化工、輕工,、生物等許多領(lǐng)域,。依托本校林業(yè)工程“一流學科”優(yōu)勢，我們也將繼續(xù)和島津合作,，共同研究并拓展XPS技術(shù)在生物質(zhì)材料研究中的應用,。

島津全自動、多技術(shù)成像型X射線光電子能譜儀

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