【摘要】：隨著化石資源的過度開采和逐漸枯竭,人們?nèi)找嬷匾暱稍偕Y源的研究與開發(fā)。生物質(zhì)具有價廉易得,可降解等優(yōu)點。作為農(nóng)業(yè)大國,我國秸稈資源豐富,秸稈中含有豐富的纖維素。利用纖維素制備燃料乙醇,如何高效的去除原料中的木質(zhì)素是實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵之一。本文采用兩種離子液體([Amim]Cl、[Emim][CH3COO])堿溶液對玉米秸稈進行預處理,首先我們利用Na OH溶液對秸稈進行處理,經(jīng)過預實驗發(fā)現(xiàn)堿對木質(zhì)素具有一定脫除效果,但同時造成纖維素和半纖維素不必要的損失。下一步從反應溫度、反應時間和固液比三個方面考察了兩種離子液體堿溶液對秸稈中木質(zhì)素的脫除效率,以單因素和Box-Behnken設(shè)計實驗,得到了適宜的工藝條件:[Emim][CH3COO]離子液體堿溶液在反應溫度98.5℃,反應時間1.31 h,固液比1:8.5,此時纖維素的理論值為86.15%。在此條件下對玉米秸稈進行預處理三次,最終固形物中纖維素含量的平均值為86.11%,半纖維素含量為9.1%,木質(zhì)素含量為2.27%,木質(zhì)素脫除率為87.4%。利用兩種膽堿類離子液體([Ch][Ac]、[Ch][Lys])對秸稈預處理,[Ch][Lys]在預處理12 h時,纖維素含量為60.5%,木質(zhì)素的脫除率達到36.7%,預處理效果更好。電化學預處理能夠在一定程度上對秸稈進行氧化降解。實驗陽極采用鉑片,陰極采用鈦片,在15 mm的電極間距下,考察兩種離子液體水溶液([Emim]Cl、[Hmim]Cl)對秸稈的處理效果。實驗表明,20%的[Hmim]Cl水溶液作為電解液對秸稈進行處理效果最好,反應520 min,還原糖收率達到88.43%,電解液中的還原糖濃度為3.28 g·L-1。利用纖維素酶對處理后的秸稈進行酶解糖化,從酶用量、pH值和反應溫度三個因素考察纖維素酶水解的最佳工藝條件,通過正交試驗設(shè)計,獲得最優(yōu)酶解條件。[Emim][CH3COO]離子液體堿溶液處理后的秸稈在酶解時效果最好,最佳的酶解工藝條件為反應溫度45℃,pH值5.0,用酶量150 U·mL-1,在反應72 h后,還原糖濃度為13.91 g·L-1。
【學位授予單位】：河南科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TK6
【圖文】：

但其利用率卻很低，絕大部分被焚燒取暖，并帶來稈的三種成分中，纖維素是葡萄糖的聚合物，半纖維素是多種質(zhì)素是一種芳香聚合物[14]。纖維素和半纖維素可以通過酸解成單糖，再通過發(fā)酵或者其他方法進一步轉(zhuǎn)化成燃料等化學可以做分散劑、吸附劑[16]、催化劑[17]和螯合劑[18]，還可以生等化學品[19]，三種成分相互交織在一起形成的復雜結(jié)構(gòu)是細構(gòu)成植物的支撐骨架：其中纖維素以分子鏈的形式聚集成束狀的定向排列，構(gòu)成細胞壁的網(wǎng)狀骨架；半纖維素和木質(zhì)素則充劑”填充在纖維和微細纖維之間[20]。

劑是[Emim][CH3COO]，而[Amim]Cl 對木屑的溶解能力最試利用 [Emim][CH3COO]從木粉中提取木質(zhì)素，得到木質(zhì)素使木粉中超過 90%的纖維素被纖維素酶水解。隨著研究的用離子液體處理的效果遠遠沒有與堿配合處理好，大量研究堿處理后，有效的脫除部分木質(zhì)素。郭立穎等[62]發(fā)現(xiàn) NaO液體中的溶解。耿秀娟等[63]發(fā)現(xiàn)經(jīng) NaOH 和離子液體聯(lián)合不僅降低了溶解時間提升了溶解度，而且酶解率也有顯著提報道指出一系列的生物離子液體如膽堿氨基酸能夠用于生物的溶解牛皮紙木質(zhì)素，同時是微晶纖維素和木聚糖的不良溶液體相比，這些生物離子液體由于其低毒性和高生物降解性保，更重要的是，這類離子液體的合成原料可再生，更易的預處理處理的方法主要有物理法、化學法、物理化學法和生物法等料預處理效果示意圖[68]。

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本文編號：2730760