預(yù)處理玉米秸稈在離子液體中的溶解及成膜性研究.pdf

1、生物質(zhì)資源具有可再生、可降解、儲量豐富等優(yōu)點(diǎn)，使其成為最具開發(fā)潛力的綠色替代能源。玉米秸稈產(chǎn)量大，纖維素含量高，有很大的開發(fā)利用價(jià)值。但由于玉米秸稈中纖維素的結(jié)晶結(jié)構(gòu)和半纖維素、木質(zhì)素與纖維素間的纏繞作用，使其難溶于一般溶劑。因此，尋找合適的玉米秸稈預(yù)處理方法和纖維素溶劑，使得秸稈中的纖維素與木質(zhì)素得以有效分離，成為研究利用纖維素的重要課題。本文在乙醇-水預(yù)處理玉米秸稈的基礎(chǔ)上，用合成的離子液體[AMIM]Cl進(jìn)一步溶解玉米秸稈，并制備

2、了玉米秸稈再生纖維素膜和再生纖維素復(fù)合膜，最后探索了離子液體[AMIM]Cl的循環(huán)性，主要研究內(nèi)容和成果如下:
　　(1)通過單因素試驗(yàn)可知，在乙醇濃度為65％、液固比為8∶1、保溫溫度為180℃、保溫時間為2h的條件下，乙醇-水預(yù)處理玉米秸稈效果最好。SEM的分析結(jié)果表明玉米秸稈預(yù)處理并沒有破壞纖維素束狀結(jié)構(gòu);TGA圖顯示了玉米秸稈預(yù)處理后半纖維素和木質(zhì)素含量降低;XRD衍射圖表明預(yù)處理不會改變纖維素晶型;結(jié)合對黑液中的木質(zhì)素結(jié)

3、構(gòu)進(jìn)行FT-IR表征，進(jìn)而闡述玉米秸稈乙醇-水預(yù)處理的機(jī)理。
　　(2)在試驗(yàn)室條件下合成離子液體[AMIM]Cl并對其進(jìn)行FR-IR表征，試驗(yàn)結(jié)果表明，在45℃下合成8h可使其產(chǎn)率達(dá)到94.8％;利用制備的離子液體溶解預(yù)處理后的玉米秸稈，在90℃下溶解乙醇-水處理后的玉米秸稈8h可使溶解率達(dá)到最大值10.1％。SEM的結(jié)果展現(xiàn)了溶解再生的玉米秸稈纖維素結(jié)構(gòu)被破壞;TGA圖表明了溶解再生的玉米秸稈纖維素?zé)岱€(wěn)定性稍降低;XRD衍射圖

4、表明再生后纖維素晶型發(fā)生轉(zhuǎn)變，由纖維素Ⅰ變?yōu)槔w維素Ⅱ;FT-IR表明溶解木質(zhì)素的結(jié)構(gòu)保持良好。
　　(3)利用離子液體[AMIM]Cl溶解玉米秸稈制備再生纖維素膜，加入玉米淀粉制備再生纖維素復(fù)合膜。光學(xué)顯微圖像表明再生膜的表面平整;SEM圖表明制得的玉米秸稈再生纖維素膜表層致密，內(nèi)部為層狀堆積結(jié)構(gòu);TGA圖顯示了玉米秸稈再生纖維素膜熱穩(wěn)定性良好。
　　(4)最后，利用減壓蒸餾裝置回收離子液體[AMIM]Cl，重復(fù)溶解4次后回