離子液體溶解和降解稻稈纖維素制備還原糖的研究.pdf

1、有限的化石燃料儲(chǔ)備和全球氣候的變化使得人們?nèi)找骊P(guān)注利用可再生生物原料進(jìn)行能源生產(chǎn)。稻稈纖維素是地球上最為豐富的天然可降解物質(zhì)，其水解產(chǎn)物之一為可發(fā)酵還原糖，可進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成乙醇等重要能源。但是稻稈具有高度的結(jié)晶結(jié)構(gòu)并在分子間和分子內(nèi)存在大量的氫鍵，使得水解纖維素仍面臨較大的挑戰(zhàn)，因而需對(duì)稻稈進(jìn)行預(yù)處理以提高其利用率。
　　 本文合成了兩種離子液體1-烯丙基-3-甲基咪唑氯([AMIM]Cl)和1-丁基-3-甲基咪唑氯([BMIM]

2、Cl)，利用紅外光譜儀(FT-IR)和氫核磁共振儀(1HNMR)對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)鑒定，并分別在傳統(tǒng)和微波加熱兩種方式對(duì)稻稈進(jìn)行溶解預(yù)處理，經(jīng)過(guò)再生和酶解過(guò)程后計(jì)算所得還原糖產(chǎn)量及轉(zhuǎn)化率，確定了較好的溶解工藝。經(jīng)傳統(tǒng)加熱和微波加熱條件下[BMIM]Cl處理后所得還原糖轉(zhuǎn)化率分別由未處理的30.9％上升至86.44％和86.95％；[AMIM]Cl處理后所得還原糖轉(zhuǎn)化率分別94.55％和96.21％。
　　 采用FT-IR、X射線衍射儀

3、(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、高效液相色譜(HPLC)等對(duì)再生稻稈、溶解液、酶解液等進(jìn)行了表征分析，結(jié)果表明：與未處理稻稈相比，再生稻稈的基團(tuán)結(jié)構(gòu)未發(fā)生變化，表明溶劑作用沒(méi)有使稻稈發(fā)生衍生化反應(yīng)，纖維素仍呈Ⅰ型結(jié)晶結(jié)構(gòu)，但結(jié)晶程度均下降，無(wú)定型區(qū)增大；再生稻稈表面的微觀形貌失去原有桿狀骨架結(jié)構(gòu)，變得空洞破碎并伴有不規(guī)則空洞和凹槽。在微波輔助的作用下，再生稻稈的結(jié)晶程度降低更多，無(wú)定型區(qū)域更大，稻稈表面遭到更大程度的破壞。正是稻稈