木質(zhì)纖維素生物質(zhì)資源替代化石資源具有很好的前景,而這一關(guān)鍵的前提是通過預(yù)處理將木質(zhì)纖維素組分進(jìn)行有效分離。目前,木質(zhì)纖維素資源的利用上仍缺乏一種清潔高效的組分分離方法,水熱法和乙醇法因其各自對(duì)半纖維素和木素的分離具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),從而將二者結(jié)合有望實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)的分級(jí)分離,但是水熱-乙醇法分級(jí)分離技術(shù)對(duì)木素分離效率較低;因此,本課題采用引入催化劑來提高水熱-乙醇法對(duì)木素的分離效率,實(shí)現(xiàn)三大組分的分級(jí)分離,并研究了水熱法和乙醇法處理對(duì)木素的遷移、分離機(jī)理以及固相產(chǎn)物的微觀結(jié)構(gòu)變化,具體內(nèi)容如下:首先對(duì)比了無催化及CH3COOH或HCOOH催化下水熱法分離麥草半纖維素的影響,然后將其進(jìn)行乙醇法處理,分別探討了 HCOOH、H2O2、NaOH催化下乙醇法分離木素的影響,以及揭示了水熱和乙醇處理前后固相產(chǎn)物微觀結(jié)構(gòu)的變化;結(jié)果表明:HCOOH對(duì)水熱法分離半纖維素的效果較好,在0.3 M的HCOOH、溫度170℃、保溫時(shí)間60 min、固液比1:24 g/mL條件下,半纖維素脫除率達(dá)91.8%。水熱法處理后,木素通過半纖維素溶出產(chǎn)生的孔隙向纖維表面遷移,以球狀沉積在固相產(chǎn)物表面,同時(shí)水熱固相產(chǎn)物的孔隙...

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 木質(zhì)纖維素生物質(zhì)組成及其結(jié)構(gòu)
        1.2.1 纖維素的組成及其化學(xué)結(jié)構(gòu)
        1.2.2 半纖維素的組成及其化學(xué)結(jié)構(gòu)
        1.2.3 木素的組成及其化學(xué)結(jié)構(gòu)
    1.3 國內(nèi)外木質(zhì)纖維素生物質(zhì)化學(xué)預(yù)處理研究進(jìn)展
        1.3.1 酸法預(yù)處理
        1.3.2 堿法預(yù)處理
        1.3.3 水熱法預(yù)處理
        1.3.4 乙醇法預(yù)處理
    1.4 分級(jí)分離技術(shù)的研究
    1.5 本課題的研究目的、意義
    1.6 本課題的技術(shù)路線和研究?jī)?nèi)容
        1.6.1 技術(shù)路線
        1.6.2 研究?jī)?nèi)容
2 麥草組分水熱-乙醇法分離及其機(jī)理的研究
    2.1 實(shí)驗(yàn)部分
        2.1.1 主要原料和藥品
        2.1.2 主要儀器設(shè)備
        2.1.3 實(shí)驗(yàn)方法
    2.2 分析與表征方法
        2.2.1 分離效率的計(jì)算
        2.2.2 水解液中半纖維素含量測(cè)定
        2.2.3 紅外吸收光譜測(cè)試
        2.2.4 分子質(zhì)量測(cè)試
        2.2.5 微觀形貌測(cè)試
        2.2.6 孔隙結(jié)構(gòu)分析
        2.2.7 元素含量分析
        2.2.8 熱重分析
        2.2.9 結(jié)晶度分析
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 水熱法處理對(duì)半纖維素分離效果的影響
        2.3.2 甲酸催化水熱法對(duì)半纖維素降解的化學(xué)組分
        2.3.3 不同催化劑對(duì)乙醇法分離木素的影響
        2.3.4 木素的紅外分析
        2.3.5 木素的分子量分析
        2.3.6 水熱-乙醇法處理前后固相產(chǎn)物的微觀形貌分析
        2.3.7 水熱-乙醇法處理后固相產(chǎn)物的X-光電子能譜分析
        2.3.8 水熱-乙醇法處理后固相產(chǎn)物的孔隙結(jié)構(gòu)分析
        2.3.9 水熱-乙醇法處理前后固相產(chǎn)物的熱重分析
        2.3.10 水熱-乙醇法處理前后固相產(chǎn)物的結(jié)晶度分析
        2.3.11 水熱-乙醇法處理前后固相產(chǎn)物的紅外分析
        2.3.12 水熱-乙醇法分離的機(jī)理
    2.4 本章小結(jié)
3 二元催化增強(qiáng)乙醇法分離木素的研究
    3.1 實(shí)驗(yàn)部分
        3.1.1 主要原料和藥品
        3.1.2 主要儀器設(shè)備
        3.1.3 實(shí)驗(yàn)方法
    3.2 分析與表征
        3.2.1 分離效率的計(jì)算
        3.2.2 紅外吸收光譜測(cè)試
        3.2.3 固態(tài)核磁共振波譜測(cè)試
        3.2.4 分子質(zhì)量測(cè)定
        3.2.5 熱重分析
        3.2.6 微觀形貌測(cè)試
        3.2.7 元素含量分析
        3.2.8 結(jié)晶度分析
        3.2.9 纖維形態(tài)分析
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 二元催化乙醇法對(duì)木素分離效果的影響
        3.3.2 木素的紅外分析
        3.3.3 木素的核磁分析
        3.3.4 木素的分子量分析
        3.3.5 木素的熱穩(wěn)定性分析
        3.3.6 粗纖維素的微觀形貌分析
        3.3.7 粗纖維素的X-光電子能譜分析
        3.3.8 粗纖維素的結(jié)晶度分析
        3.3.9 粗纖維素的纖維形態(tài)分析
    3.4 本章小結(jié)
4 水熱-乙醇法分級(jí)沉淀提取工藝的優(yōu)化
    4.1 實(shí)驗(yàn)部分
        4.1.1 主要原料和藥品
        4.1.2 主要儀器設(shè)備
        4.1.3 實(shí)驗(yàn)方法
    4.2 分析與表征
        4.2.1 提取效率的計(jì)算
        4.2.2 水解液中半纖維素含量的測(cè)定
        4.2.3 紅外吸收光譜測(cè)試
        4.2.4 核磁共振光譜測(cè)試
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 水熱法處理對(duì)半纖維素提取率的影響
        4.3.2 水熱法提取半纖維素工藝參數(shù)的正交優(yōu)化
        4.3.3 乙醇法提取木素工藝參數(shù)的優(yōu)化
        4.3.4 半纖維素、木素和纖維素的提取率
        4.3.5 半纖維素的紅外分析
        4.3.6 半纖維素的核磁分析
    4.4 本章小結(jié)
5 結(jié)論、創(chuàng)新及進(jìn)一步建議
    5.1 結(jié)論
    5.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    5.3 進(jìn)一步建議
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄



本文編號(hào)：3802477