麦草组分水热-乙醇法分级分离技术的研究
发布时间：2023-04-27 00:17
木质纤维素生物质资源替代化石资源具有很好的前景,而这一关键的前提是通过预处理将木质纤维素组分进行有效分离。目前,木质纤维素资源的利用上仍缺乏一种清洁高效的组分分离方法,水热法和乙醇法因其各自对半纤维素和木素的分离具有独特的优势,从而将二者结合有望实现生物质的分级分离,但是水热-乙醇法分级分离技术对木素分离效率较低;因此,本课题采用引入催化剂来提高水热-乙醇法对木素的分离效率,实现三大组分的分级分离,并研究了水热法和乙醇法处理对木素的迁移、分离机理以及固相产物的微观结构变化,具体内容如下:首先对比了无催化及CH3COOH或HCOOH催化下水热法分离麦草半纤维素的影响,然后将其进行乙醇法处理,分别探讨了 HCOOH、H2O2、NaOH催化下乙醇法分离木素的影响,以及揭示了水热和乙醇处理前后固相产物微观结构的变化;结果表明:HCOOH对水热法分离半纤维素的效果较好,在0.3 M的HCOOH、温度170℃、保温时间60 min、固液比1:24 g/mL条件下,半纤维素脱除率达91.8%。水热法处理后,木素通过半纤维素溶出产生的孔隙向纤维表面迁移,以球状沉积在固相产物表面,同时水热固相产物的孔隙...
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 引言
1.2 木质纤维素生物质组成及其结构
1.2.1 纤维素的组成及其化学结构
1.2.2 半纤维素的组成及其化学结构
1.2.3 木素的组成及其化学结构
1.3 国内外木质纤维素生物质化学预处理研究进展
1.3.1 酸法预处理
1.3.2 碱法预处理
1.3.3 水热法预处理
1.3.4 乙醇法预处理
1.4 分级分离技术的研究
1.5 本课题的研究目的、意义
1.6 本课题的技术路线和研究内容
1.6.1 技术路线
1.6.2 研究内容
2 麦草组分水热-乙醇法分离及其机理的研究
2.1 实验部分
2.1.1 主要原料和药品
2.1.2 主要仪器设备
2.1.3 实验方法
2.2 分析与表征方法
2.2.1 分离效率的计算
2.2.2 水解液中半纤维素含量测定
2.2.3 红外吸收光谱测试
2.2.4 分子质量测试
2.2.5 微观形貌测试
2.2.6 孔隙结构分析
2.2.7 元素含量分析
2.2.8 热重分析
2.2.9 结晶度分析
2.3 结果与讨论
2.3.1 水热法处理对半纤维素分离效果的影响
2.3.2 甲酸催化水热法对半纤维素降解的化学组分
2.3.3 不同催化剂对乙醇法分离木素的影响
2.3.4 木素的红外分析
2.3.5 木素的分子量分析
2.3.6 水热-乙醇法处理前后固相产物的微观形貌分析
2.3.7 水热-乙醇法处理后固相产物的X-光电子能谱分析
2.3.8 水热-乙醇法处理后固相产物的孔隙结构分析
2.3.9 水热-乙醇法处理前后固相产物的热重分析
2.3.10 水热-乙醇法处理前后固相产物的结晶度分析
2.3.11 水热-乙醇法处理前后固相产物的红外分析
2.3.12 水热-乙醇法分离的机理
2.4 本章小结
3 二元催化增强乙醇法分离木素的研究
3.1 实验部分
3.1.1 主要原料和药品
3.1.2 主要仪器设备
3.1.3 实验方法
3.2 分析与表征
3.2.1 分离效率的计算
3.2.2 红外吸收光谱测试
3.2.3 固态核磁共振波谱测试
3.2.4 分子质量测定
3.2.5 热重分析
3.2.6 微观形貌测试
3.2.7 元素含量分析
3.2.8 结晶度分析
3.2.9 纤维形态分析
3.3 结果与讨论
3.3.1 二元催化乙醇法对木素分离效果的影响
3.3.2 木素的红外分析
3.3.3 木素的核磁分析
3.3.4 木素的分子量分析
3.3.5 木素的热稳定性分析
3.3.6 粗纤维素的微观形貌分析
3.3.7 粗纤维素的X-光电子能谱分析
3.3.8 粗纤维素的结晶度分析
3.3.9 粗纤维素的纤维形态分析
3.4 本章小结
4 水热-乙醇法分级沉淀提取工艺的优化
4.1 实验部分
4.1.1 主要原料和药品
4.1.2 主要仪器设备
4.1.3 实验方法
4.2 分析与表征
4.2.1 提取效率的计算
4.2.2 水解液中半纤维素含量的测定
4.2.3 红外吸收光谱测试
4.2.4 核磁共振光谱测试
4.3 结果与讨论
4.3.1 水热法处理对半纤维素提取率的影响
4.3.2 水热法提取半纤维素工艺参数的正交优化
4.3.3 乙醇法提取木素工艺参数的优化
4.3.4 半纤维素、木素和纤维素的提取率
4.3.5 半纤维素的红外分析
4.3.6 半纤维素的核磁分析
4.4 本章小结
5 结论、创新及进一步建议
5.1 结论
5.2 创新点
5.3 进一步建议
致谢
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文目录
本文编号：3802477
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 引言
1.2 木质纤维素生物质组成及其结构
1.2.1 纤维素的组成及其化学结构
1.2.2 半纤维素的组成及其化学结构
1.2.3 木素的组成及其化学结构
1.3 国内外木质纤维素生物质化学预处理研究进展
1.3.1 酸法预处理
1.3.2 碱法预处理
1.3.3 水热法预处理
1.3.4 乙醇法预处理
1.4 分级分离技术的研究
1.5 本课题的研究目的、意义
1.6 本课题的技术路线和研究内容
1.6.1 技术路线
1.6.2 研究内容
2 麦草组分水热-乙醇法分离及其机理的研究
2.1 实验部分
2.1.1 主要原料和药品
2.1.2 主要仪器设备
2.1.3 实验方法
2.2 分析与表征方法
2.2.1 分离效率的计算
2.2.2 水解液中半纤维素含量测定
2.2.3 红外吸收光谱测试
2.2.4 分子质量测试
2.2.5 微观形貌测试
2.2.6 孔隙结构分析
2.2.7 元素含量分析
2.2.8 热重分析
2.2.9 结晶度分析
2.3 结果与讨论
2.3.1 水热法处理对半纤维素分离效果的影响
2.3.2 甲酸催化水热法对半纤维素降解的化学组分
2.3.3 不同催化剂对乙醇法分离木素的影响
2.3.4 木素的红外分析
2.3.5 木素的分子量分析
2.3.6 水热-乙醇法处理前后固相产物的微观形貌分析
2.3.7 水热-乙醇法处理后固相产物的X-光电子能谱分析
2.3.8 水热-乙醇法处理后固相产物的孔隙结构分析
2.3.9 水热-乙醇法处理前后固相产物的热重分析
2.3.10 水热-乙醇法处理前后固相产物的结晶度分析
2.3.11 水热-乙醇法处理前后固相产物的红外分析
2.3.12 水热-乙醇法分离的机理
2.4 本章小结
3 二元催化增强乙醇法分离木素的研究
3.1 实验部分
3.1.1 主要原料和药品
3.1.2 主要仪器设备
3.1.3 实验方法
3.2 分析与表征
3.2.1 分离效率的计算
3.2.2 红外吸收光谱测试
3.2.3 固态核磁共振波谱测试
3.2.4 分子质量测定
3.2.5 热重分析
3.2.6 微观形貌测试
3.2.7 元素含量分析
3.2.8 结晶度分析
3.2.9 纤维形态分析
3.3 结果与讨论
3.3.1 二元催化乙醇法对木素分离效果的影响
3.3.2 木素的红外分析
3.3.3 木素的核磁分析
3.3.4 木素的分子量分析
3.3.5 木素的热稳定性分析
3.3.6 粗纤维素的微观形貌分析
3.3.7 粗纤维素的X-光电子能谱分析
3.3.8 粗纤维素的结晶度分析
3.3.9 粗纤维素的纤维形态分析
3.4 本章小结
4 水热-乙醇法分级沉淀提取工艺的优化
4.1 实验部分
4.1.1 主要原料和药品
4.1.2 主要仪器设备
4.1.3 实验方法
4.2 分析与表征
4.2.1 提取效率的计算
4.2.2 水解液中半纤维素含量的测定
4.2.3 红外吸收光谱测试
4.2.4 核磁共振光谱测试
4.3 结果与讨论
4.3.1 水热法处理对半纤维素提取率的影响
4.3.2 水热法提取半纤维素工艺参数的正交优化
4.3.3 乙醇法提取木素工艺参数的优化
4.3.4 半纤维素、木素和纤维素的提取率
4.3.5 半纤维素的红外分析
4.3.6 半纤维素的核磁分析
4.4 本章小结
5 结论、创新及进一步建议
5.1 结论
5.2 创新点
5.3 进一步建议
致谢
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文目录
本文编号：3802477
本文链接：https://www.wllwen.com/guanlilunwen/gongchengguanli/3802477.html
