木質(zhì)纖維素是一種來源廣泛并且大規(guī)�？稍偕纳镔|(zhì)資源。以生物質(zhì)為原料的生物煉制是清潔可再生能源領(lǐng)域中的研究熱點(diǎn)。目前,蒸汽爆破預(yù)處理是生物煉制中較有前途的預(yù)處理方法之一。然而,由于蒸汽爆破預(yù)處理反應(yīng)條件劇烈,容易發(fā)生木質(zhì)素重聚,使纖維素的酶水解性能降低。針對(duì)木質(zhì)素的重聚問題,本文提出在蒸汽爆破前增加木質(zhì)素的堿性改性（磺化或氧化）步驟即兩步法預(yù)處理的策略,降低木質(zhì)素的重聚,從而提高纖維素的酶水解性能,增強(qiáng)木質(zhì)纖維素的糖化,并實(shí)現(xiàn)木質(zhì)纖維原料的綜合利用。對(duì)木質(zhì)纖維原料分別進(jìn)行濕磨處理和蒸汽爆破預(yù)處理后發(fā)現(xiàn),濕磨處理對(duì)物料組分幾乎沒影響;蒸汽爆破預(yù)處理選擇性去除了木質(zhì)纖維中的半纖維素,提高纖維素可及度,有利于提高纖維素酶水解得率。濕磨漿料的木質(zhì)素重聚程度為10.6,蒸汽爆破漿料的重聚程度分別為17.0（200℃,5min）和20.0（210℃,5min）,表明處理溫度越高,木質(zhì)素重聚程度越高。對(duì)濕磨漿料和蒸汽爆破物料進(jìn)行磺化處理后發(fā)現(xiàn),濕磨漿料通過磺化能接入的酸性基團(tuán)比蒸汽爆破物料能接入的磺酸基團(tuán)多得多,結(jié)果說明,重聚反應(yīng)降低了木質(zhì)素對(duì)后續(xù)化學(xué)改性的反應(yīng)活性。以楊木為研究對(duì)象進(jìn)行堿性磺化-蒸... 

【文章來源】：江蘇大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

木質(zhì)纖維結(jié)構(gòu)[11]

兩步法預(yù)處理增強(qiáng)木質(zhì)纖維素糖化的研究10碳正離子[59,62]，重聚反應(yīng)優(yōu)先發(fā)生在碳正離子和木質(zhì)素苯環(huán)的C6位之間，使得解聚反應(yīng)產(chǎn)生的小分子碎片或者木質(zhì)素本身通過牢固的C-C鍵結(jié)合到木質(zhì)素大分子上。也有研究指出，在水熱環(huán)境中，水和木質(zhì)素被熱解產(chǎn)生氫自由基（·H）、羥基自由基（·OH）和酚氧自由基等，引發(fā)木質(zhì)素的自由基重聚[63-64]。木質(zhì)素的解聚與重聚如圖1.2所示。因此，重聚反應(yīng)增大了木質(zhì)素分子量，降低了木質(zhì)素的化學(xué)反應(yīng)活性和可提取性[60]。圖1.2木質(zhì)素的解聚與重聚反應(yīng)可能發(fā)生的途徑Figure1.2Possiblewaysofdepolymerizationandrepolymerizationoflignin肖領(lǐng)平等人研究發(fā)現(xiàn)，在水熱預(yù)處理中液態(tài)水溫度高于140℃時(shí)，木質(zhì)素重聚并沉積在纖維表面形成直徑0.2-70μm的微木質(zhì)素小球顆粒[65]。另外，隨著預(yù)處理反應(yīng)條件加劇，木質(zhì)素重聚反應(yīng)更加劇烈。孟鑫等人用綠液（Na2S和Na2CO3）對(duì)楊木預(yù)處理，發(fā)現(xiàn)逐漸增加綠液用量，木質(zhì)素縮合程度增加[66]。孫邵龍等人在對(duì)木質(zhì)素重聚的研究中也得出了同樣的結(jié)論，即隨著稀酸預(yù)處理反應(yīng)溫度升高，木質(zhì)素的重聚反應(yīng)也隨之加劇[71]。1.6.2重聚木質(zhì)素對(duì)纖維素酶水解的障礙通常認(rèn)為，木質(zhì)素對(duì)木質(zhì)纖維酶水解主要具有物理屏障作用（包括木質(zhì)素聚合度、含量、孔徑等因素）[67]和化學(xué)屏障作用（非生產(chǎn)性吸附）[68]兩方面的抑

江蘇大學(xué)碩士學(xué)位論文37和1620cm-1吸收峰主要是羰基/羧基的伸縮振動(dòng)。結(jié)果表明，堿性磺化后木質(zhì)素結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)了親水性功能基團(tuán)如羧基和磺酸基。a.Kraft木質(zhì)素b.堿木質(zhì)素c.堿性磺化木質(zhì)素圖3.1預(yù)處理后木質(zhì)素的紅外光譜圖Figure3.1FT-IRspectraofligninafterpretreatments3.3.1.4預(yù)處理對(duì)物料外表的影響由圖3.2可知，濕磨漿料表面結(jié)構(gòu)平整光滑，呈有規(guī)律、緊密有序結(jié)構(gòu)排列，質(zhì)地堅(jiān)硬（圖a）。蒸汽爆破漿料的木質(zhì)素發(fā)生重聚，經(jīng)熔融、遷移、呈液滴狀沉積在纖維表面，有可能對(duì)纖維素酶接觸纖維表面造成物理屏障作用（圖b、c）。經(jīng)磺化處理-蒸汽爆破預(yù)處理的物料由于部分半纖維素和木質(zhì)素的脫除，表面已經(jīng)沒有大量木質(zhì)素液滴的沉積，有利于纖維素酶對(duì)纖維的進(jìn)攻（圖d、e）。ab

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3601257