木糖渣-麥草堿木質(zhì)素分離純化、結(jié)構(gòu)表征及化學(xué)改性的研究.pdf

1、木質(zhì)素目前是可再生的、產(chǎn)量最大的芳香族有機(jī)化合物，是石油基能源和化學(xué)品的潛在替代材料。因?yàn)樵系牟顒e、不同處理方法和分離方法而獲得的木質(zhì)素結(jié)構(gòu)會(huì)有所不同，所以針對(duì)不同結(jié)構(gòu)特征的木質(zhì)素進(jìn)行分別利用具有重要意義。木糖渣的主要成分為木質(zhì)素和纖維素，作為木糖廠或糠醛廠的廢棄物，通常被送往電廠燃燒產(chǎn)熱，未得到充分利用。亞硫酸鈉預(yù)處理木糖渣，不僅能夠得到高酶水解效率的纖維素，而且預(yù)處理后的黑液中含有木質(zhì)素磺酸鈉，對(duì)其分級(jí)純化和磺化改性，可用于生產(chǎn)水

2、泥減水劑、油田混凝劑等表面活性劑。麥草堿法制漿過程產(chǎn)生的黑液主要成分為木質(zhì)素，因?yàn)榛曳趾扛?、分子量不均一及反?yīng)活性低，導(dǎo)致其直接利用困難。論文分別以木糖渣和制漿過程產(chǎn)生的麥草堿木質(zhì)素為原料，進(jìn)行了分離純化和化學(xué)改性的研究，為工廠廢棄木質(zhì)素的高值化利用提供參考。
　　論文首先研究了亞硫酸鈉法預(yù)處理對(duì)木糖渣木質(zhì)素的分離改性及纖維素水解糖化的影響。結(jié)果表明亞硫酸鈉法預(yù)處理不僅可以高效分離改性木糖渣獲得木質(zhì)素磺酸鹽產(chǎn)品，而且可以得到高酶

3、水解效率的纖維素。確定最佳的預(yù)處理?xiàng)l件為：亞硫酸鈉用量12％（對(duì)絕干的木糖渣）、pH7、反應(yīng)溫度160oC、保溫時(shí)間20 min。在該條件下處理木糖渣，木質(zhì)素脫除率為77.45%，纖維素質(zhì)量分?jǐn)?shù)提高到85.17%，分離木質(zhì)素磺酸鈉的磺化度為0.677mmol/g。預(yù)處理后木糖渣在5 FPU/g底物纖維素酶作用下水解48 h，酶水解效率和葡萄糖得率分別為92.76%和84.77%，而未經(jīng)處理的木糖渣在20 FPU/g底物纖維素酶作用下水解

4、48 h后得到的酶水解效率和葡萄糖得率僅為72.02%和70.58%，實(shí)現(xiàn)了木糖渣的全組分綜合利用。
　　論文針對(duì)麥草漿黑液成分復(fù)雜、難以利用的問題，對(duì)制漿廠的麥草堿木質(zhì)素進(jìn)行了分離純化、結(jié)構(gòu)表征及酚化改性的研究。首先，使用0.01mol/L鹽酸溶液進(jìn)行酸析純化，酸析后木質(zhì)素灰分由原來的45.33%降為12.98%。然后使用不同配比的有機(jī)溶劑對(duì)酸析木質(zhì)素進(jìn)行萃取分級(jí)，確定最佳的工藝條件為：二氧六環(huán)和甲醇的摩爾比為1:1、液固比為6

5、:1，在該條件下酸析木質(zhì)素的溶解率達(dá)到了79.0%，溶解木質(zhì)素的灰分含量低于1%。并對(duì)粗木質(zhì)素、分級(jí)木質(zhì)素進(jìn)行了元素分析、傅里葉紅外光譜分析、1H NMR和13C NMR的HSQC等結(jié)構(gòu)表征。
　　論文最后對(duì)分級(jí)純化麥草堿木質(zhì)素進(jìn)行了酚化改性的研究。結(jié)果表明，有機(jī)溶劑溶解部分的木質(zhì)素酚化改性的最佳條件為：反應(yīng)溫度90oC，苯酚與木質(zhì)素的質(zhì)量比5:1，酸催化劑98% H2SO4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為苯酚與木質(zhì)素的總質(zhì)量的5%，反應(yīng)時(shí)間1.5