離子液體預(yù)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(duì)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(jī)陽離子和無機(jī)陰離子組成。離子液體對(duì)有機(jī)及無機(jī)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(yù)處理上有良好的應(yīng)用性。本論文采用離子液體預(yù)處理糠醛渣，結(jié)合在不同加熱方式下預(yù)處理以及將離子液體和堿（堿/雙氧水）聯(lián)合預(yù)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(yù)處理工藝。本論文主要內(nèi)容歸納如下:
　　1.本實(shí)驗(yàn)運(yùn)用單因素的方法，得到酸性水解未加預(yù)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(yīng)時(shí)間，175℃，此時(shí)，未加預(yù)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(yù)處理，得到最優(yōu)條件為:反應(yīng)時(shí)間30min，溫度140℃，固液比1∶9，在此條件下，[Bmim]Cl預(yù)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(yù)處理，研究了離子液體結(jié)構(gòu)對(duì)還原糖產(chǎn)率的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn): Cl-比Br預(yù)處理效果要好，支鏈短的預(yù)處理效果好。
　　2.采用離子液體[Bmim]Cl的不同加熱方式預(yù)處理，得到超聲條件下最優(yōu)預(yù)處理?xiàng)l件是;時(shí)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(yù)處理?xiàng)l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(yù)處理效果＞超聲波下預(yù)處理效果＞油浴下預(yù)處理效果。
　　3.采用離子液體[Bmim]Cl和堿（堿/雙氧水）聯(lián)合預(yù)處理方法，得到如下結(jié)論:就單獨(dú)的預(yù)處理方式來說，堿/雙氧水的預(yù)處理效果最好，其次是氫氧化鈉預(yù)處理，最后是離子液體[Bmim]Cl油浴下預(yù)處理。然而，三者皆比未加預(yù)處理有較大提高;聯(lián)合預(yù)處理的效果都要好于單獨(dú)預(yù)處理的情況，堿，雙氧水和離子液體聯(lián)合預(yù)處理效果較好，尤其是先氫氧化鈉/雙氧水后離子液體預(yù)處理的情況產(chǎn)率最高，產(chǎn)率為

5、50.4％。在預(yù)處理順序上，先堿（氫氧化鈉/雙氧水）接著離子液體預(yù)處理的效果比先離子液體接著堿（氫氧化鈉/雙氧水）預(yù)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(duì)以上預(yù)處理的糠醛渣的形態(tài)結(jié)構(gòu)，化學(xué)組成和物理特性的變化進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn):預(yù)處理后，木質(zhì)素的含量減少較大，說明預(yù)處理移除木質(zhì)素，使得還原糖產(chǎn)率提高;預(yù)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