木質(zhì)纖維素是植物光合作用的可再生自然資源,主要由植物細(xì)胞壁中的纖維素,半纖維素和木素組成。纖維素是在平行鏈中包含許多葡萄糖單元的多糖,半纖維素是多糖的異質(zhì)類(lèi),包括木葡聚糖,木聚糖,甘露聚糖和葡甘露聚糖,木素是一種不規(guī)則的多酚類(lèi)聚合物,含有愈創(chuàng)木�；℅）,丁香基（S）和對(duì)羥苯基（H）結(jié)構(gòu)。通過(guò)使用可再生的木質(zhì)纖維生物質(zhì)生產(chǎn)燃料,功能材料和化學(xué)品,生物煉制過(guò)程可為即將來(lái)臨的石油危機(jī)提供了很好的解決方案。然而,與石油不同的是,木質(zhì)纖維素是一種固體、非均質(zhì)且難降解的材料。為了克服其固有的頑固性,我們開(kāi)發(fā)出對(duì)甲基苯磺酸（p-Ts OH）流式組分解離技術(shù),期望通過(guò)p-Ts OH解聚楊木細(xì)胞壁化學(xué)組分達(dá)到快速無(wú)損解離的目的。研究表明,p-Ts OH流式解離可實(shí)現(xiàn)楊木化學(xué)組分的分離,具有木素和碳水化合物降解低,木素結(jié)構(gòu)保持完整的優(yōu)勢(shì),有利于后續(xù)半纖維素、木素和纖維素的高值化利用,相信本研究的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和理論發(fā)現(xiàn)對(duì)楊木資源化利用具有實(shí)踐指導(dǎo)意義。通過(guò)p-Ts OH流式解離楊木,并對(duì)水解液和固體殘余物（WIS）進(jìn)行成分分析,得出p-Ts OH流式解離在木素的保留率和碳水化合物的保護(hù)具有明顯優(yōu)勢(shì),大約82.... 

【文章來(lái)源】：齊魯工業(yè)大學(xué)山東省

【文章頁(yè)數(shù)】：81 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

現(xiàn)代造紙工業(yè)生物質(zhì)精煉工藝流程[15]

齊魯工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文7一方面，PHA是一種生物塑料，具有類(lèi)似石油基塑料的物理化學(xué)和機(jī)械特性，PHA也可以用于醫(yī)療、農(nóng)用工業(yè)、制藥和食品應(yīng)用，作為生物塑料[38]，還可以用于包裝、紡織品和假肢。但是由于成本高，PHA在這些產(chǎn)品中并未大量使用，所以要降低成本，尋找代替原料，例如半纖維素提取物。從小麥秸稈和甘蔗渣等非木質(zhì)纖維素生物質(zhì)提取半纖維素，被農(nóng)業(yè)部門(mén)是增值產(chǎn)品的來(lái)源。在非木質(zhì)生物質(zhì)原料中，分離半纖維素最好的方法就是熱水解法[39]，半纖維素中富含戊糖，所以熱水中的戊糖含量很高，戊糖可以使用不同的酸誘導(dǎo)向PHA轉(zhuǎn)化，戊糖作為一種生產(chǎn)PH的碳源，具有非凡的潛力。同時(shí)，戊糖還可以通過(guò)戊糖磷酸途徑轉(zhuǎn)化為丙酮酸，制備能夠積聚高附加值化合物的微生物培養(yǎng)物[40]。圖1.2單糖脫水形成的化合物[41]半纖維素為分子量相對(duì)較低的聚碳水化合物，在木質(zhì)纖維素原料組分分離過(guò)程中容易降解溶出，可進(jìn)行下一步的加工應(yīng)用。但半纖維素自身化學(xué)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，如分支度的差異，游離羥基的存在等限制了其在工業(yè)上的推廣，所以對(duì)半纖維素的衍生或者改性，使得其在熱穩(wěn)定性、溶解性等性質(zhì)發(fā)生改變，從而獲得不同功能和不同性質(zhì)的半纖維素基材料，如抗水性材料、熱塑性材料、半纖維素水凝膠以及半纖維素與其半纖維素復(fù)合而成的新材料等[42-44]。RenJun-li[45]等人以小麥秸稈半纖維素為原料，在40oC的條件下反應(yīng)時(shí)間35min，以N,N-二甲基甲酰胺-氯化鋰均相介質(zhì)，4-二甲基氨基吡啶為催化劑，使半纖維素酯化，得到熱穩(wěn)定性良好的半纖維素基疏水性生物材料。1.3.2木素的增值利用木素是一種三維的高分子網(wǎng)狀化合物，具有非結(jié)晶性和芳香族特征等特點(diǎn)，苯丙烷單元是木素的結(jié)構(gòu)單元，通過(guò)醚鍵鏈接而成，如圖1.3所示[46]三種不同的木素

第1章緒論8基本結(jié)構(gòu)單元，木素是由這些單元結(jié)構(gòu)形成多支鏈的、聚合度比較高的三維立體結(jié)構(gòu)的復(fù)雜的高聚物，對(duì)植物的生長(zhǎng)、防御和形態(tài)起著至關(guān)重要的作用。一般情況下，不同的植物木素分子結(jié)構(gòu)不同[47]，在各種麻類(lèi)韌皮中含有5%-15%,在棉短絨和棉纖維中不含木素，在針葉林形成層中木素含量有23%-25%，在闊葉木形成層中木素含量有20%-25%[48]。圖1.3木素基本結(jié)構(gòu)單元木素的結(jié)構(gòu)復(fù)雜而又獨(dú)特，成為自然界唯一能提供可再生芳基化合物的非化石資源。木素分子因含有多種功能基團(tuán)和活性位點(diǎn)，并且木素的C/O及C/H含量比與石油相似，成為生產(chǎn)高附加值芳香化學(xué)品和生物燃油最具潛力的可再生原料[49]。但是，由于工藝落后，成本過(guò)高，木素絕大部分直接燃燒用來(lái)發(fā)電[50]，只有不到2%被利用，木素資源浪費(fèi)嚴(yán)重。將木素從木質(zhì)纖維素中分離出來(lái)，用于生產(chǎn)木素的高附加值化學(xué)品，是實(shí)現(xiàn)木素高值化利用重要方法之一，可獲得直接或者間接的經(jīng)濟(jì)效益或者生態(tài)效益。通過(guò)對(duì)碳水化合物選擇性水解，使木素以固體的形式從生物質(zhì)原料分離出來(lái)，如我們常用的有機(jī)溶劑法制漿、燒堿法制漿和硫酸鹽法制漿，就可獲得相應(yīng)的木素產(chǎn)品。另外，將木素降解為可溶性木素碎片，通過(guò)高速離心或者透析的方式分離廢液中不溶性固體雜質(zhì)，這是可溶性木素獲取的另外一種方法，如我們常見(jiàn)的稀酸水解生物質(zhì)原料，水解液用于糠醛和單糖等的生產(chǎn)。目前，從多用途和多功能的實(shí)際應(yīng)用中制備木素產(chǎn)品的衍生物非常具有挑戰(zhàn)性。GaoShishuai等[51]人利用聚合和動(dòng)態(tài)化學(xué)來(lái)合成基于木素的動(dòng)力學(xué)網(wǎng)絡(luò)木素，NMR分析證明，接枝木素的理想化性質(zhì)可根據(jù)聚合反應(yīng)條件進(jìn)行調(diào)節(jié)。由于香草醛基團(tuán)的醛基，可以使用二胺作為交聯(lián)劑來(lái)調(diào)節(jié)木素的機(jī)械性能[52]，加入交聯(lián)劑后，還表現(xiàn)出很多

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]磷鎢酸銫催化工業(yè)蔗渣木質(zhì)素制備酚類(lèi)化學(xué)品[J]. 黎演明,吳學(xué)眾,盧波,杜芳黎,龍思宇,黃華林,唐培朵.  可再生能源. 2018(02)
[2]半纖維素基功能材料的研究進(jìn)展[J]. 周帥,苗慶顯,黃六蓮,陳禮輝.  林產(chǎn)化學(xué)與工業(yè). 2017(06)
[3]半纖維素功能材料的研究進(jìn)展[J]. 高海龍,劉娜,傅英娟,孫蒙崖.  造紙科學(xué)與技術(shù). 2017(06)
[4]深度共熔溶劑對(duì)尾葉桉木質(zhì)素的溶解選擇性[J]. 劉鈞,王菊,岳鶯鶯,付嚴(yán),常杰.  精細(xì)化工. 2016(11)
[5]非酶催化轉(zhuǎn)化半纖維素生成能源及高附加值化學(xué)品[J]. 李慧玲,任俊莉,彭新文,王帥陽(yáng),孫潤(rùn)倉(cāng).  化工進(jìn)展. 2012(08)
[6]木質(zhì)纖維素原料的高沸點(diǎn)有機(jī)溶劑預(yù)處理[J]. 孫付保,婁秀平,楊玉春,洪嘉鵬,陳亞楠.  中國(guó)釀造. 2011(12)
[7]木質(zhì)纖維素類(lèi)生物質(zhì)高溫液態(tài)水預(yù)處理技術(shù)[J]. 余強(qiáng),莊新姝,袁振宏,亓偉,王聞,王瓊,楊麗芳,譚雪松.  化工進(jìn)展. 2010(11)
[8]半纖維素提取技術(shù)及綜合利用研究進(jìn)展[J]. 張伯坤,張美云,李金寶.  黑龍江造紙. 2009(03)
[9]林木生物質(zhì)收獲機(jī)械發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 趙靜,錢(qián)樺,袁湘月,俞國(guó)勝.  林業(yè)機(jī)械與木工設(shè)備. 2006(05)
[10]高沸醇木質(zhì)素的研究進(jìn)展[J]. 程賢甦,陳云平,吳耿云,陳耀庭,楊相璽.  化工進(jìn)展. 2006(02)

博士論文
[1]木材熱誘發(fā)變色過(guò)程中發(fā)色體系形成機(jī)理[D]. 陳瑤.北京林業(yè)大學(xué) 2012



本文編號(hào)：3598207