楊木預(yù)水解液中陰電荷及其來源的研究.pdf

1、纖維原料制漿前的熱水預(yù)水解使大部分半纖維素進(jìn)入到水解液中，預(yù)水解后的纖維原料和預(yù)水解液可以分別進(jìn)行制漿造紙和提取半纖維素，提取的半纖維素可以用來生產(chǎn)多種高附加值產(chǎn)品如水凝膠、造紙化學(xué)品和包裝材料等。
　　本文基于生物質(zhì)精煉的概念，研究了貯存時間對預(yù)水解中楊木組分溶出、預(yù)水解液陽電荷需要量、以及半纖維素分子量的影響；研究了熱水預(yù)水解條件對于楊木預(yù)水解液組分、陰電荷以及木素官能團(tuán)的影響；并探討了透析處理對于楊木預(yù)水解液組分、陰電荷的影

2、響。
　　對新鮮木片和貯存六個月木片的預(yù)水解結(jié)果表明，木片貯存對預(yù)水解液 pH和木素含量有較為明顯的影響。新鮮木片預(yù)水解液的pH明顯低于貯存六個月木片的預(yù)水解液pH。當(dāng)預(yù)水解溫度高于150℃時，與貯存六個月的木片相比，新鮮木片預(yù)水解液的木素含量較低，而單糖含量較高，尤其是葡萄糖和木糖。當(dāng)預(yù)水解溫度為170℃或更高時，與貯存六個月的木片相比，新鮮木片預(yù)水解液中木聚（寡）糖含量稍低。在170℃下預(yù)水解后，與新鮮木片相比，貯存六個月木片

3、預(yù)水解液中半纖維素的分子量略高，但是新鮮木片預(yù)水解液中半纖維素的多分散系數(shù)較低，所得半纖維素分子量分布較窄、結(jié)構(gòu)更為均一。
　　預(yù)水解溫度對于預(yù)水解反應(yīng)有重要的影響。隨著預(yù)水解溫度的升高，預(yù)水解液中木素和糖含量逐漸上升，pH逐漸降低。但是當(dāng)預(yù)水解溫度升高到180℃時，半纖維素降解加劇，預(yù)水解液中糖類含量下降，并且生成大量的其他產(chǎn)物如糠醛。相比于預(yù)水解溫度，保溫時間對預(yù)水解反應(yīng)的影響略低。隨保溫時間的增加，預(yù)水解液中木素含量上升，單

4、糖含量增加，而在預(yù)水解溫度為170℃時，保溫超過90 min，聚（寡）糖含量會有所下降，這說明當(dāng)水解溫度不超過180℃時，保溫時間增加會使聚（寡）糖加速降解為單糖，并且降解為單糖的速率要遠(yuǎn)大于單糖降解為糠醛的速率。
　　預(yù)水解液中的糖醛酸主要以聚（寡）糖的形式存在，隨預(yù)水解溫度的升高，預(yù)水解液中糖醛酸尤其聚半乳糖醛酸含量逐漸下降，同時陽電荷需要量也逐漸降低。糖醛酸聚（寡）糖（尤其聚半乳糖醛酸）是預(yù)水解液中陰電荷的重要來源。

5、　　采用不同截留分子量透析膜透析處理預(yù)水解液，發(fā)現(xiàn)，預(yù)水解液中大部分木素的分子量小于3500 Da，分子量在3500-14000 Da之間的木素含量也很低。預(yù)水解液中大部分聚（寡）糖分子量小于3500 Da。采用截留分子量3500 Da的透析膜透析處理后，糖醛酸的含量大幅降低，同時陽電荷需要量也顯著降低。
　　預(yù)水解液中木素的31P-NMR分析表明，木素的脂肪族羥基隨水解溫度的升高而有所降低，而酚羥基有所增加，羧基含量變化不明顯。