[AMIM]C1的合成及在玉米芯纖維素分離中的應(yīng)用研究.pdf

1、玉米芯是一種來(lái)源廣泛、廉價(jià)易得的農(nóng)業(yè)副產(chǎn)物。在國(guó)內(nèi)玉米芯多被焚燒處理，造成資源浪費(fèi)和污染環(huán)境。玉米芯中纖維素和半纖維素總含量超過(guò)70%，是可開(kāi)發(fā)轉(zhuǎn)化的重要生物質(zhì)資源。本文通過(guò)合成綠色溶劑[AMIM]C1(1-烯丙基-3-甲基咪唑氯鹽)，實(shí)現(xiàn)玉米芯中纖維素和半纖維素的有效分離，探討了纖維素在[AMIM]C1離子液體中的溶解條件，并對(duì)提取的再生纖維素進(jìn)行酶水解條件研究。主要內(nèi)容如下：
　　1、通過(guò)單因素和正交試驗(yàn)，得出以1-甲基咪唑和

2、烯丙基氯合成離子液體[AMIM]C1的最佳工藝為：溫度60℃，反應(yīng)時(shí)間10h，1-甲基咪唑同烯丙基氯的摩爾比1:1.4，此時(shí)[AMIM]CI的產(chǎn)率最高達(dá)到92.18%。紅外光譜、核磁共振分析確證產(chǎn)物為[AMIM]C1；熱重分析顯示[AMIM]C1的分解溫度為272.38℃。合成的離子液體[AMIM]C1對(duì)微晶纖維素和玉米芯纖維素具有優(yōu)良的溶解性能，其溶解度隨著溫度升高和時(shí)間延長(zhǎng)而增加。微晶纖維素在100℃，1h后溶解度為9.53%，玉米

3、芯纖維素溶解度為6.02%。紅外光譜分析表明，溶解前后的纖維素?zé)o衍生基團(tuán)產(chǎn)生，未發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，為直接物理溶解。
　　2、通過(guò)單因素和正交試驗(yàn)優(yōu)化玉米芯脫除木質(zhì)素的最佳預(yù)處理工藝為：NaOH濃度2%，時(shí)間90 min，固液比1:20，溫度選擇115℃，木質(zhì)素脫除率達(dá)到62.49%。考察了反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、沉淀劑添加量對(duì)[AMIM]C1離子液體分離棕纖維素中纖維素的效果，結(jié)果表明，[AMIM]C1離子液體溶解分離纖維素的最佳溫度在9

4、0℃-110℃之間，加熱時(shí)間70 min，沉淀劑體積為60mL，此時(shí)纖維素的溶解率18.35%。紅外光譜分析結(jié)果顯示，提取產(chǎn)物的紅外特征峰同微晶纖維素的特征峰一致。
　　3、通過(guò)單因素和正交試驗(yàn)，得到玉米芯原料的酶解糖化條件為：溫度50℃、酶添加量720U、pH4.8、底物濃度100g/L、時(shí)間72h，其最大酶解率為13.08%。玉米芯分別經(jīng)過(guò)1.0%硫酸、1.5%氫氧化鈉、3.0%雙氧水、1.5%堿性雙氧水(氫氧化鈉濃度)預(yù)處理