離子液體預處理糠醛渣及其水解的研究.pdf

1、在我國，農(nóng)業(yè)廢棄物的有效利用對解決三農(nóng)問題十分重要。我國是糠醛生產(chǎn)大國，而生物質(zhì)廢棄物糠醛渣的產(chǎn)量是非常巨大的。離子液體(Ionic Liquids，ILs)是一類是100℃下呈液態(tài)的鹽，一般由有機陽離子和無機陰離子組成。離子液體對有機及無機化合物有良好的溶解性，是一種新型“綠色溶劑，所以，在生物質(zhì)預處理上有良好的應用性。本論文采用離子液體預處理糠醛渣，結合在不同加熱方式下預處理以及將離子液體和堿（堿/雙氧水）聯(lián)合預處理的方法，研究糠醛

2、渣內(nèi)各組分含量變化和酸解的還原糖產(chǎn)率，得到離子液體預處理工藝。本論文主要內(nèi)容歸納如下:
　　1.本實驗運用單因素的方法，得到酸性水解未加預處理的糠醛渣原料的最佳條件為:1∶40的固液比，2％的稀酸濃度，2h的反應時間，175℃，此時，未加預處理的糠醛渣原料的最大還原糖產(chǎn)率為20.15％。采用離子液體[Bmim]Cl預處理，得到最優(yōu)條件為:反應時間30min，溫度140℃，固液比1∶9，在此條件下，[Bmim]Cl預處理糠醛渣原料的

3、最大還原糖產(chǎn)率為37.72％。采用不同離子液體預處理，研究了離子液體結構對還原糖產(chǎn)率的影響，結果發(fā)現(xiàn): Cl-比Br預處理效果要好，支鏈短的預處理效果好。
　　2.采用離子液體[Bmim]Cl的不同加熱方式預處理，得到超聲條件下最優(yōu)預處理條件是;時間30min，固液比為1∶9，還原糖產(chǎn)率為40.4％。得到微波條件下最優(yōu)預處理條件是:功率500w，溫度80℃，酸解還原糖產(chǎn)率為43.2％。通過比較不同加熱方式下最高產(chǎn)糖率，發(fā)現(xiàn):微波下

4、預處理效果＞超聲波下預處理效果＞油浴下預處理效果。
　　3.采用離子液體[Bmim]Cl和堿（堿/雙氧水）聯(lián)合預處理方法，得到如下結論:就單獨的預處理方式來說，堿/雙氧水的預處理效果最好，其次是氫氧化鈉預處理，最后是離子液體[Bmim]Cl油浴下預處理。然而，三者皆比未加預處理有較大提高;聯(lián)合預處理的效果都要好于單獨預處理的情況，堿，雙氧水和離子液體聯(lián)合預處理效果較好，尤其是先氫氧化鈉/雙氧水后離子液體預處理的情況產(chǎn)率最高，產(chǎn)率為

5、50.4％。在預處理順序上，先堿（氫氧化鈉/雙氧水）接著離子液體預處理的效果比先離子液體接著堿（氫氧化鈉/雙氧水）預處理效果好。
　　4.采用紅外光譜(IR)、掃描電鏡(SEM)、X-射線衍射儀(XRD)和組分分析對以上預處理的糠醛渣的形態(tài)結構，化學組成和物理特性的變化進行了分析，發(fā)現(xiàn):預處理后，木質(zhì)素的含量減少較大，說明預處理移除木質(zhì)素，使得還原糖產(chǎn)率提高;預處理后的糠醛渣形貌呈現(xiàn)粗糙疏松、破碎和開裂分層較明顯，并且其顆粒粒徑減