離子液體在纖維素預(yù)處理過程中的應(yīng)用研究.pdf

1、隨著人類社會(huì)的不斷發(fā)展，人類對(duì)能源的需求越來越旺盛，目前，化石能源在世界各國的能源結(jié)構(gòu)中所占的比例依然很大，然而隨著人類對(duì)石油、煤炭等不可再生的化石燃料的大量開采和利用，世界各國都面臨著嚴(yán)重的能源危機(jī)和環(huán)境污染問題。纖維素則是一種環(huán)境友好型能源材料，其對(duì)環(huán)境基本沒有污染。在纖維素的利用過程中，最為關(guān)鍵的一步是將纖維素預(yù)處理，將其轉(zhuǎn)化為糖類物質(zhì)后再利用。離子液體在纖維素預(yù)處理過程中，可以發(fā)揮重要作用。
　　本論文共合成了兩大類5種離

2、子液體:咪唑類離子液體1-烯丙基-3-甲基咪唑氯鹽([Amim]Cl)、N-甲基咪唑硫酸氫鹽([Hmim]HSO4)、N-甲基咪唑磷酸二氫鹽([Hmim]H2PO4)和吡咯烷酮類離子液體N-甲基吡咯烷酮硫酸氫鹽([Hnmp]HSO4)、N-甲基吡咯烷酮磷酸二氫鹽([Hnmp]H2PO4)。以1-烯丙基-3-甲基咪唑氯鹽（[Amim]Cl）離子液體為溶劑溶解纖維素，然后加入反溶劑蒸餾水經(jīng)過離心洗滌等過程得到再生纖維素，將再生纖維素與酸性離

3、子液體混合，使酸性離子液體水解纖維素得到還原糖，用二硝基水楊酸法對(duì)總還原糖進(jìn)行分析。仔細(xì)探究了反應(yīng)溫度、酸性離子液體用量、加水量、金屬鹽的種類及用量和纖維素聚合度等因素對(duì)還原糖產(chǎn)率的影響。在所探究了四種酸性離子液體中，以N-甲基吡咯烷酮硫酸氫鹽([Hnmp]HSO4)對(duì)纖維素的水解效果最佳，反應(yīng)進(jìn)行1.5小時(shí)總還原糖的產(chǎn)率即可達(dá)到94.16％，采用的水解反應(yīng)的條件是:100℃，N-甲基吡咯烷酮硫酸氫鹽([Hnmp]HSO4)的用量為1g

4、，加水量為1g，金屬鹽MnCl2的用量為0.15g。
　　實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，提高溫度能夠提高纖維素的水解速率，得到較高的總還原糖產(chǎn)率，明顯縮短反應(yīng)時(shí)間，同時(shí)，還原糖的降解速率也高;酸性離子液體用量增加，纖維素的水解速率和還原糖的產(chǎn)率并不是按比例增加，過多的離子液體用量會(huì)使還原糖的降解速率加快，降低還原糖的產(chǎn)率;反應(yīng)體系中存在過多的水會(huì)抑制纖維素的水解，降低還原糖產(chǎn)率和纖維素的水解速率;纖維素的聚合度大，會(huì)使纖維素水解的速率降低，同時(shí)也