預(yù)水解硫酸鹽法制漿過(guò)程伴生半纖維素和木質(zhì)素轉(zhuǎn)化研究
發(fā)布時(shí)間:2022-02-18 10:01
近年來(lái),隨著對(duì)溶解漿需求量的增加,預(yù)水解硫酸鹽法生產(chǎn)溶解漿過(guò)程中產(chǎn)生的生物質(zhì)副產(chǎn)物(預(yù)水解液、木質(zhì)素和溶解漿中殘余的半纖維素)也顯著增多。該文圍繞這些工業(yè)副產(chǎn)物處理過(guò)程中存在的問(wèn)題,對(duì)預(yù)水解液、制漿工業(yè)木質(zhì)素和溶解漿中殘余的半纖維素的高值轉(zhuǎn)化利用進(jìn)行了初步探究。利用NMR對(duì)溶解漿脫除的半纖維素進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征,發(fā)現(xiàn)這些半纖維素主要是由幾乎不含支鏈的高純度木聚糖組成,是制備低聚木糖的理想原料。該研究以溶解漿中提取的半纖維素為原料,通過(guò)酸解和酶解法制備低聚木糖。結(jié)果表明,利用1%的硫酸,在120℃下反應(yīng)60 min得到低聚木糖的得率最高,為45.18%,其中木六糖占低聚木糖總量的47.00%。在酶解過(guò)程中,較優(yōu)條件下(120 IU/g底物,8 h)得到低聚木糖的最高得率為42.96%,其中木二糖和木三糖占低聚木糖總量的90.55%。以上述半纖維素副產(chǎn)物為原料通過(guò)水熱碳化的方法制備水熱碳微球,并利用不同的活化劑(KOH、K2CO3、Na2CO3和ZnCl2)對(duì)碳微球進(jìn)行活化,改善碳微球的電化學(xué)性能。分別利用SEM、N2吸附-脫附、XPS、拉曼光譜和電化學(xué)工作站對(duì)碳微球的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)進(jìn)行表征測(cè)試,結(jié)...
【文章來(lái)源】:北京林業(yè)大學(xué)北京市211工程院校教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:113 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 引言
1.2 木質(zhì)纖維原料概述
1.3 預(yù)水解硫酸鹽法制漿
1.4 預(yù)水解液及其組分分離和應(yīng)用
1.4.1 預(yù)水解液的組分分離
1.4.2 預(yù)水解液的應(yīng)用
1.5 預(yù)水解硫酸鹽法制漿過(guò)程中半纖維素副產(chǎn)物及其應(yīng)用
1.5.1 半纖維素制備低聚木糖
1.5.2 半纖維素基材料的制備與應(yīng)用
1.6 預(yù)水解硫酸鹽法制漿過(guò)程中木質(zhì)素副產(chǎn)物及其應(yīng)用
1.6.1 木質(zhì)素基材料的制備與應(yīng)用
1.6.2 木質(zhì)素制備化學(xué)品
1.7 選題的目的、意義及研究?jī)?nèi)容
2 溶解漿半纖維素酸解和酶解法制備低聚木糖
2.1 引言
2.2 實(shí)驗(yàn)原料和方法
2.2.1 實(shí)驗(yàn)原料
2.2.2 半纖維素的酸水解
2.2.3 半纖維素的酶水解
2.2.4 分析方法
2.3 結(jié)果與討論
2.3.1 半纖維素的物理化學(xué)性質(zhì)
2.3.2 酸水解半纖維素制備XOS
2.3.3 酶水解半纖維素制備XOS
2.3.4 酸水解半纖維素與酶水解半纖維素的比較
2.4 本章小結(jié)
3 半纖維素基活性碳微球的制備及其在超級(jí)電容器中的應(yīng)用
3.1 引言
3.2 實(shí)驗(yàn)原料和方法
3.2.1 實(shí)驗(yàn)原料
3.2.2 水熱碳微球的制備與活化
3.2.3 碳微球的表征
3.2.4 電化學(xué)測(cè)試
3.3 結(jié)果與討論
3.3.1 碳微球的制備與表征
3.3.2 碳微球的活化與表征
3.3.3 電化學(xué)測(cè)試
3.4 本章小結(jié)
4 預(yù)水解液水熱碳化制備碳微球及其在污染物去除中的應(yīng)用
4.1 引言
4.2 實(shí)驗(yàn)原料和方法
4.2.1 實(shí)驗(yàn)原料
4.2.2 碳微球的制備
4.2.3 碳微球的表征
4.2.4 吸附實(shí)驗(yàn)
4.3 結(jié)果與討論
4.3.1 預(yù)水解液的表征
4.3.2 碳微球的合成
4.3.3 預(yù)水解液中加入硫酸水熱碳化生成碳微球的機(jī)理
4.3.4 預(yù)水解液合成功能性碳微球
4.3.5 活化的碳微球用于廢水中Pb(Ⅱ)離子和亞甲基藍(lán)的去除
4.4 本章小結(jié)
5 木質(zhì)素連接鍵對(duì)其氧化制備香草醛的影響
5.1 引言
5.2 實(shí)驗(yàn)原料和方法
5.2.1 實(shí)驗(yàn)原料
5.2.2 木質(zhì)素模型化合物
5.2.3 木質(zhì)素的堿性硝基苯氧化
5.2.4 表征原料木質(zhì)素和氧化后的木質(zhì)素
5.3 結(jié)果與討論
5.3.1 原料木質(zhì)素的組成分析
5.3.2 原料木質(zhì)素的紅外分析
5.3.3 木質(zhì)素的堿性硝基苯氧化
5.3.4 原料木質(zhì)素和氧化后木質(zhì)素的2D-HSQC NMR分析
5.3.5 木質(zhì)素模型化合物的堿性硝基苯氧化
5.4 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
6.1 主要結(jié)論
6.2 論文創(chuàng)新點(diǎn)
6.3 對(duì)今后研究工作的建議
參考文獻(xiàn)
個(gè)人簡(jiǎn)介
導(dǎo)師簡(jiǎn)介
獲得成果目錄清單
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Integrated Forest Biorefinery:Value-added Utilization of Dissolved Organics in the Prehydrolysis Liquor of Prehydrolysis Kraft (PHK) Dissolving Pulp Production Process[J]. Bo Yang,BaoBin Wang,GuanHua Wang,ZhiBin He,YongHao Ni. Paper and Biomaterials. 2018(03)
[2]木質(zhì)素化學(xué)催化解聚研究新進(jìn)展[J]. 張學(xué)銘,吳苗,許鳳. 林業(yè)工程學(xué)報(bào). 2017(04)
[3]可再生生物質(zhì)資源——木質(zhì)素的研究[J]. 李忠正. 南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2012(01)
[4]半纖維素作為造紙助劑的研究進(jìn)展[J]. 王芳芳,陳嘉川,楊桂花,黃峰. 纖維素科學(xué)與技術(shù). 2011(01)
[5]以制漿造紙產(chǎn)業(yè)為平臺(tái)的生物煉制新模式[J]. 胡湛波,柴欣生,王景全,孔海南. 化學(xué)進(jìn)展. 2008(09)
[6]生物煉制發(fā)展現(xiàn)狀及前景展望[J]. 譚天偉,王芳. 現(xiàn)代化工. 2006(04)
博士論文
[1]生物質(zhì)木質(zhì)素結(jié)構(gòu)解析及其預(yù)處理解離機(jī)制研究[D]. 文甲龍.北京林業(yè)大學(xué) 2014
[2]農(nóng)林生物質(zhì)半纖維素分離及降解制備低聚木糖研究[D]. 邊靜.北京林業(yè)大學(xué) 2013
碩士論文
[1]木質(zhì)素基碳纖維的制備與結(jié)構(gòu)性能研究[D]. 江雪峰.寧波大學(xué) 2018
[2]麥草秸稈中半纖維素水解液發(fā)酵制備木糖醇的研究[D]. 馬浩.齊魯工業(yè)大學(xué) 2017
[3]楊木預(yù)水解液中低聚糖的分離和提純[D]. 陳曉倩.齊魯工業(yè)大學(xué) 2014
[4]松木溶解漿的制備及預(yù)水解液的研究[D]. 李萍萍.華南理工大學(xué) 2013
[5]桉木預(yù)水解廢液制備糠醛的研究[D]. 時(shí)鋒.中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院 2012
本文編號(hào):3630634
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【文章頁(yè)數(shù)】:113 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 引言
1.2 木質(zhì)纖維原料概述
1.3 預(yù)水解硫酸鹽法制漿
1.4 預(yù)水解液及其組分分離和應(yīng)用
1.4.1 預(yù)水解液的組分分離
1.4.2 預(yù)水解液的應(yīng)用
1.5 預(yù)水解硫酸鹽法制漿過(guò)程中半纖維素副產(chǎn)物及其應(yīng)用
1.5.1 半纖維素制備低聚木糖
1.5.2 半纖維素基材料的制備與應(yīng)用
1.6 預(yù)水解硫酸鹽法制漿過(guò)程中木質(zhì)素副產(chǎn)物及其應(yīng)用
1.6.1 木質(zhì)素基材料的制備與應(yīng)用
1.6.2 木質(zhì)素制備化學(xué)品
1.7 選題的目的、意義及研究?jī)?nèi)容
2 溶解漿半纖維素酸解和酶解法制備低聚木糖
2.1 引言
2.2 實(shí)驗(yàn)原料和方法
2.2.1 實(shí)驗(yàn)原料
2.2.2 半纖維素的酸水解
2.2.3 半纖維素的酶水解
2.2.4 分析方法
2.3 結(jié)果與討論
2.3.1 半纖維素的物理化學(xué)性質(zhì)
2.3.2 酸水解半纖維素制備XOS
2.3.3 酶水解半纖維素制備XOS
2.3.4 酸水解半纖維素與酶水解半纖維素的比較
2.4 本章小結(jié)
3 半纖維素基活性碳微球的制備及其在超級(jí)電容器中的應(yīng)用
3.1 引言
3.2 實(shí)驗(yàn)原料和方法
3.2.1 實(shí)驗(yàn)原料
3.2.2 水熱碳微球的制備與活化
3.2.3 碳微球的表征
3.2.4 電化學(xué)測(cè)試
3.3 結(jié)果與討論
3.3.1 碳微球的制備與表征
3.3.2 碳微球的活化與表征
3.3.3 電化學(xué)測(cè)試
3.4 本章小結(jié)
4 預(yù)水解液水熱碳化制備碳微球及其在污染物去除中的應(yīng)用
4.1 引言
4.2 實(shí)驗(yàn)原料和方法
4.2.1 實(shí)驗(yàn)原料
4.2.2 碳微球的制備
4.2.3 碳微球的表征
4.2.4 吸附實(shí)驗(yàn)
4.3 結(jié)果與討論
4.3.1 預(yù)水解液的表征
4.3.2 碳微球的合成
4.3.3 預(yù)水解液中加入硫酸水熱碳化生成碳微球的機(jī)理
4.3.4 預(yù)水解液合成功能性碳微球
4.3.5 活化的碳微球用于廢水中Pb(Ⅱ)離子和亞甲基藍(lán)的去除
4.4 本章小結(jié)
5 木質(zhì)素連接鍵對(duì)其氧化制備香草醛的影響
5.1 引言
5.2 實(shí)驗(yàn)原料和方法
5.2.1 實(shí)驗(yàn)原料
5.2.2 木質(zhì)素模型化合物
5.2.3 木質(zhì)素的堿性硝基苯氧化
5.2.4 表征原料木質(zhì)素和氧化后的木質(zhì)素
5.3 結(jié)果與討論
5.3.1 原料木質(zhì)素的組成分析
5.3.2 原料木質(zhì)素的紅外分析
5.3.3 木質(zhì)素的堿性硝基苯氧化
5.3.4 原料木質(zhì)素和氧化后木質(zhì)素的2D-HSQC NMR分析
5.3.5 木質(zhì)素模型化合物的堿性硝基苯氧化
5.4 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
6.1 主要結(jié)論
6.2 論文創(chuàng)新點(diǎn)
6.3 對(duì)今后研究工作的建議
參考文獻(xiàn)
個(gè)人簡(jiǎn)介
導(dǎo)師簡(jiǎn)介
獲得成果目錄清單
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Integrated Forest Biorefinery:Value-added Utilization of Dissolved Organics in the Prehydrolysis Liquor of Prehydrolysis Kraft (PHK) Dissolving Pulp Production Process[J]. Bo Yang,BaoBin Wang,GuanHua Wang,ZhiBin He,YongHao Ni. Paper and Biomaterials. 2018(03)
[2]木質(zhì)素化學(xué)催化解聚研究新進(jìn)展[J]. 張學(xué)銘,吳苗,許鳳. 林業(yè)工程學(xué)報(bào). 2017(04)
[3]可再生生物質(zhì)資源——木質(zhì)素的研究[J]. 李忠正. 南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2012(01)
[4]半纖維素作為造紙助劑的研究進(jìn)展[J]. 王芳芳,陳嘉川,楊桂花,黃峰. 纖維素科學(xué)與技術(shù). 2011(01)
[5]以制漿造紙產(chǎn)業(yè)為平臺(tái)的生物煉制新模式[J]. 胡湛波,柴欣生,王景全,孔海南. 化學(xué)進(jìn)展. 2008(09)
[6]生物煉制發(fā)展現(xiàn)狀及前景展望[J]. 譚天偉,王芳. 現(xiàn)代化工. 2006(04)
博士論文
[1]生物質(zhì)木質(zhì)素結(jié)構(gòu)解析及其預(yù)處理解離機(jī)制研究[D]. 文甲龍.北京林業(yè)大學(xué) 2014
[2]農(nóng)林生物質(zhì)半纖維素分離及降解制備低聚木糖研究[D]. 邊靜.北京林業(yè)大學(xué) 2013
碩士論文
[1]木質(zhì)素基碳纖維的制備與結(jié)構(gòu)性能研究[D]. 江雪峰.寧波大學(xué) 2018
[2]麥草秸稈中半纖維素水解液發(fā)酵制備木糖醇的研究[D]. 馬浩.齊魯工業(yè)大學(xué) 2017
[3]楊木預(yù)水解液中低聚糖的分離和提純[D]. 陳曉倩.齊魯工業(yè)大學(xué) 2014
[4]松木溶解漿的制備及預(yù)水解液的研究[D]. 李萍萍.華南理工大學(xué) 2013
[5]桉木預(yù)水解廢液制備糠醛的研究[D]. 時(shí)鋒.中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院 2012
本文編號(hào):3630634
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