木质纤维素酸水解研究

发布时间：2017-05-14 09:03

  本文关键词：木质纤维素酸水解研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 社会及经济的发展,人类对能源需求逐增,石化及煤炭资源的有限性及不可再生性,必然导致供给不足。地球植物中含有丰富的纤维素及半纤维素,仅有少部分被利用。随着燃料乙醇需求量激增,大量的粮食作为原料用于生产燃料乙醇,导致粮食供求关系紧张,针对于我国国情研究开发利用木质纤维素具有重大意义。本文围绕木质纤维素的预处理及酸水解进行研究。 1.比较了双氧水、氨水及氢氧化钠预处理方法对组分含量及红外结晶指数的影响。研究结果表明,1)双氧水处理:纤维素及半纤维素的损失率随着双氧水浓度增加而增加,木质素脱出率在浓度为3%时存在一极大值,约为39%;纤维素及半纤维素的损失率均随处理的时间延长而增加,木质素脱出率在大于2.5h后趋于稳定。2)氨水处理:木质素脱出率随氨水浓度增加而增加,纤维素损失率在浓度为10%时存在一极大值,约为6%。3)氢氧化钠处理:浓度大于3%后,纤维素损失率趋于平稳,约为4%,木质素脱出率及半纤维素脱出率随浓度增加而增加。纤维素及半纤维素的损失率与木质素脱出率均随温度升高而增加。4)综合比较:纤维素损失率以双氧水处理的较大,大于10%,其它两种处理均小于10%。半纤维素损失率以双氧水处理的较大,损失率在30%以上,而氨水及氢氧化钠处理的较小,分别是双氧水处理的1/3及1/2。氢氧化钠脱出木质素较多,约为50%。以氢氧化钠处理后的结晶指数最大,为1.4365,相对于未处理的结晶指数,增幅约为36%。 2.以氢氧化钠预处理过的稻秆粉为原料,通过单因素及正交试验研究了硫酸水解条件对半纤维素水解率、木糖收率及纤维素损失率的影响。研究结果表明,影响半纤维素水解率的因素主次顺序为:温度酸浓度液固比时间,影响木糖收率的因素主次顺序为温度酸浓度时间液固比,影响纤维素损失率的因素主次顺序为酸浓度液固比时间温度;综合木糖产率及纤维素损失率选出实验范围内水解半纤维素工艺条件为:酸浓度为1.8%、温度122℃、时间为60min、液固比(mL/g)为14:1。此条件下,半纤维素水解率、木糖收率及纤维素损失率分别为:68.32%,52.11%及10.45%。 3.以硫酸水解过的残渣为原料,通过单因素及正交试验研究了柠檬酸水解条件对纤维素水解率及葡萄糖收率的影响。研究结果表明,影响纤维素水解率的因素主次顺序为:酸浓度温度时间液固比;影响葡萄糖收率的因素主次顺序为:温度酸浓度液固比时间;综合考虑试验条件及纤维素水解率与葡萄糖收率,较好组合为:酸浓度为2.9%、温度190℃、时间为70min、液固比为15:1,此条件下,纤维素水解率及葡萄糖收率分别为,51.29%和35.27%。 4.研究了7种树脂静态吸附分离糖酸,研究结果表明:树脂结构对静态吸附量的影响为:乙烯吡啶系环氧系丙烯酸系苯乙烯系。树脂结构,交换容量与静态洗脱量及洗脱率没有关系。解离常数(pKb值)对静态吸附量、洗脱量及洗脱率均没影响。
【关键词】：木质纤维素 预处理 半纤维素 纤维素 酸水解
【学位授予单位】：江南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TQ352.78
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 绪论8-16
• 1.1 木质纤维素资源化意义8
• 1.2 木质纤维素的结构8-10
• 1.2.1 木质素8-9
• 1.2.2 纤维素9
• 1.2.3 半纤维素9-10
• 1.2.4 其他组分10
• 1.3 木质纤维素预处理现状10-11
• 1.3.1 物理法10
• 1.3.2 化学法10-11
• 1.3.3 物理化学11
• 1.3.4 生物法11
• 1.4 木质纤维素水解研究现状11-13
• 1.4.1 水解机理11-13
• 1.4.2 无机酸水解13
• 1.4.3 有机酸水解13
• 1.5 水解液糖酸吸附色谱分离研究现状13-14
• 1.6 立题依据14-15
• 1.7 研究内容15-16
• 第二章 预处理法比较研究16-31
• 2.1 引言16
• 2.2 实验材料及方法16-17
• 2.2.1 试验仪器及药品16
• 2.2.2 试验方法16-17
• 2.3 结果与讨论17-30
• 2.3.1 稻秆含量分析17-18
• 2.3.2 预处理法对组分结构的影响18-27
• 2.3.3 综合比较27-30
• 2.4 本章小结30-31
• 第三章 无机酸水解半纤维素研究31-46
• 3.1 引言31
• 3.2 实验原料及方法31-32
• 3.2.1 试验仪器及药品31
• 3.2.2 试验方法31-32
• 3.3 结果与讨论32-44
• 3.3.1 稻秆含量分析32
• 3.3.2 酸浓度的影响32-34
• 3.3.3 温度的影响34-35
• 3.3.4 时间的影响35-36
• 3.3.5 液固比的影响36
• 3.3.6 正交实验36-41
• 3.3.7 水解液组成分析41-42
• 3.3.8 水解残余物红外分析42-43
• 3.3.9 水解残余物电镜分析43-44
• 3.4 本章小结44-46
• 第四章 有机酸水解纤维素研究46-57
• 4.1 引言46
• 4.2 实验部分46-47
• 4.2.1 药品与仪器46
• 4.2.2 实验方法46-47
• 4.3 结果与讨论47-56
• 4.3.1 稻秆含量测定47
• 4.3.2 柠檬酸浓度影响47-48
• 4.3.3 温度的影响48-49
• 4.3.4 时间的影响49-50
• 4.3.5 液固比的影响50-51
• 4.3.6 正交试验设计51
• 4.3.7 正交试验结果与分析51-54
• 4.3.8 水解液的组成分析54-55
• 4.3.9 水解残渣分析55-56
• 4.3.10 水解残余物电镜分析56
• 4.4 本章小结56-57
• 第五章 糖酸分离的研究57-62
• 5.1 引言57
• 5.2 实验部分57-58
• 5.2.1 树脂来源57
• 5.2.2 药品与仪器57-58
• 5.2.3 实验方法58
• 5.3 结果与讨论58-61
• 5.3.1 标准曲线58-59
• 5.3.2 不同树脂静态吸附脱附分离比较研究59-61
• 5.4 本章小结61-62
• 第六章 结论与展望62-65
• 6.1 结论62-64
• 6.1.1 预处理法比较研究62
• 6.1.2 无机酸水解半纤维素研究62-63
• 6.1.3 有机酸水解纤维素研究63-64
• 6.1.4 糖酸分离研究64
• 6.2 问题与展望64-65
• 致谢65-66
• 参考文献66-69
• 附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文69

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 张秀男;张莹;路祺;刘文俊;祖元刚;;木质纤维素原料糖化的预处理及脱毒方法研究进展[J];特产研究;2012年02期

2 吕惠琳;马邕文;万金泉;王艳;;综纤维素氢键模式的研究[J];中国造纸学报;2011年01期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 宋春莲;微流注放电玉米秸秆水解制备糖类化合物[D];大连海事大学;2010年

中国硕士学位论文全文数据库 前7条

1 徐慧敏;多酸催化木质纤维素水解实验研究[D];辽宁师范大学;2011年

2 赵银中;二次纤维酸水解制取燃料乙醇的研究[D];华南理工大学;2011年

3 冯梦南;生物质燃料电池的研制[D];天津大学;2012年

4 杨晓峰;利用玉米芯半纤维素水解液发酵Candida shehatae产乙醇的研究[D];黑龙江大学;2010年

5 周金湘;球磨机械力对稻壳降解和米糠多糖与蛋白提取作用的研究[D];湖南大学;2010年

6 易守连;农作物秸秆木质纤维素组分分离及高效糖化工艺研究[D];合肥工业大学;2010年

7 段晓玲;木质纤维素超低酸水解过程及动力学研究[D];武汉工程大学;2012年

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本文编号：364717