絮凝法分離稻草秸稈預(yù)處理堿液中木質(zhì)素及其工藝優(yōu)化的研究.pdf

1、木質(zhì)素作為一種可再生的天然高分子有機(jī)物在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，農(nóng)業(yè)廢棄秸稈就是木質(zhì)素主要來源之一，在生物質(zhì)稻草秸稈中含有約20％的木質(zhì)素，來源豐富，價(jià)格低廉，有著潛在的利用價(jià)值。但稻草秸稈中還含有35％～40％的纖維素和25％的半纖維素，三者構(gòu)成了致密的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使得對木質(zhì)纖維素中各成分進(jìn)行利用前必須對木質(zhì)素進(jìn)行有效的剝離。本課題組通過基于SO3微熱爆預(yù)處理技術(shù)結(jié)合堿處理可高效剝離秸稈中的木質(zhì)素。但要想實(shí)現(xiàn)木質(zhì)素的資源化

2、利用同時(shí)避免環(huán)境污染，就必須對堿液中的木質(zhì)素進(jìn)行高效的分離并使得堿液能夠回收再利用。因此，本研究就堿液中木質(zhì)素分離方法的選擇、絮凝分離條件的工藝優(yōu)化和不同分離方法的分離機(jī)理等方面開展了相應(yīng)的研究，并取得如下結(jié)果:
　　1.首先分別從金屬離子、有機(jī)溶劑、大分子化合物三個(gè)方面篩選能夠高效分離堿液中木質(zhì)素的絮凝劑，從而得到CaCl2和乙二醛具有分離堿液木質(zhì)素的能力。其中100mL堿液中加入1g的CaCl2可得到1.2g左右的絮凝產(chǎn)物，其

3、木質(zhì)素含量約為17％左右;100mL堿液中加入10mL30％的乙二醛水溶液可得到1.7g左右的絮凝產(chǎn)物，其木質(zhì)素含量約為35％左右。
　　2.以木質(zhì)素得率和絮凝產(chǎn)物中木質(zhì)素含量為指標(biāo)，對CaCl2分離木質(zhì)素進(jìn)行了工藝優(yōu)化，得到最佳的工藝路線為:CaCl2添加量為堿液總量的1％，絮凝溫度為50℃，絮凝時(shí)間為6h，堿液pH為11的條件下，木質(zhì)素得率約為1.0g，分離產(chǎn)物中木質(zhì)素含量約為40％。采用Design Expert軟件對試驗(yàn)?zāi)?/p>

4、型進(jìn)行典型性分析，獲得最大的絮凝產(chǎn)物得率及其木質(zhì)素含量的條件:CaCl2添加量為1.09g，絮凝溫度為50.39℃，堿液pH為10.91。在此條件下，進(jìn)行CaCl2絮凝分離堿液中木質(zhì)素的研究，6h后絮凝分離產(chǎn)物得率實(shí)際達(dá)到0.8347g，絮凝產(chǎn)物中木質(zhì)素含量實(shí)際達(dá)到44.32％，絮凝條件優(yōu)化效果較顯著。
　　3.利用FT-IR、XPS等檢測手段對胺類物質(zhì)與乙二醛共同作用分離堿液中木質(zhì)素加以表征，在紅外圖譜中可以發(fā)現(xiàn)乙二醛與乙二胺共