離子液體法提取毛竹竹筍和一月齡幼竹半纖維素及其結(jié)構(gòu)分析.pdf

1、在全球能源危機(jī)環(huán)境下,生物質(zhì)資源成為新能源、新材料、新資源的重要來源。毛竹作為重要的生物質(zhì)資源也是我國(guó)種植面積最大、經(jīng)濟(jì)效益最好的竹種,在食品、化工、醫(yī)藥、保健、制漿造紙和新能源開發(fā)等領(lǐng)域的深層開發(fā)利用顯得尤為重要。作為生物質(zhì)資源中開發(fā)利用率較低的半纖維素,由于其含量較高,它的應(yīng)用開發(fā)已受到廣泛重視。離子液體是近年來發(fā)展起來的綠色化學(xué)框架中的重要一員,其低蒸汽壓、高穩(wěn)定性、不可燃、可設(shè)計(jì)、易回收等特點(diǎn)在電化學(xué)、有機(jī)合成和催化化學(xué)領(lǐng)域得到

2、極大應(yīng)用,但用在生物質(zhì)組分半纖維素分離方面的研究還相對(duì)較少。本研究通過選取對(duì)纖維素和木質(zhì)素有良好溶解性的離子液體設(shè)計(jì)離子液體直接提取法和間接提取法提取毛竹竹筍和一月齡幼竹半纖維素組分,并同傳統(tǒng)堿提取法所得半纖維素進(jìn)行對(duì)比,通過不同方法對(duì)半纖維素組分結(jié)構(gòu)的影響判斷離子液體法分離生物質(zhì)資源中半纖維素組分的能力。對(duì)于木質(zhì)生物質(zhì)資源組分的有效分離具有重要的科學(xué)理論意義,對(duì)于擴(kuò)大木質(zhì)生物質(zhì)資源的應(yīng)用領(lǐng)域具有重要的實(shí)際價(jià)值。
　　 本研究通

3、過選取對(duì)纖維素有較好溶解性的離子液體氯化1-烯丙基-3-甲基咪唑([Amim]C1)和對(duì)木質(zhì)素有良好溶解特性的離子液體1-乙基-3-甲基瞇唑醋酸鹽([Emim][OAC])設(shè)計(jì)了離子液體直接提取法和間接提取法提取毛竹竹筍和一月齡幼竹半纖維素組分,并同傳統(tǒng)堿提取法所得半纖維素進(jìn)行對(duì)比。研究結(jié)果表明:離子液體法能夠從原料中分離出半纖維素組分,其過程簡(jiǎn)單,條件溫和,對(duì)環(huán)境影響小,離子液體回收率高,為半纖維素分離提供了新思路。
　　 糖

4、醛酸和中性糖組分分析結(jié)果表明:不同的提取方法所得半纖維素均包含糖醛酸成分,其含量在0.2％～7.6%之間。中性糖組成類似,主要包括木糖(6.1%-86%)、阿拉伯糖(5.3%-20.9%)、葡萄糖(8.1%-55.2%)和少量甘露糖。通過FT-IR、1HNMR和13CNMR譜圖分析可知不同提取方法所得產(chǎn)物均顯示出聚木糖類半纖維素結(jié)構(gòu)特征,都是以β-D-吡喃木糖通過1→4鍵鏈接構(gòu)成主鏈,0-3或0-2位有乙?；〈?α-L-呋喃阿拉伯糖和

5、4-O-甲基-D-萄糖醛酸作為側(cè)鏈鏈接于木糖主鏈上,其中α-L-呋哺阿拉伯糖通過木糖的C-2位連接,4-O-甲基-D-葡萄糖醛酸通過木糖的C-3位連接。通過SEM觀察,半纖維素呈現(xiàn)絮狀或塊狀形態(tài),與提取方法無關(guān)。
　　 采用熱重分析法(TGA)研究不同分離方法提取的半纖維素組分熱分解規(guī)律?？芍肜w維素組分熱分解可分為四個(gè)溫度區(qū)間,主要熱解過程發(fā)生在240℃-400℃區(qū)間內(nèi)。根據(jù)TG-DTG曲線可知半纖維素組分的最大失重峰在250