天然纤维素蒸汽闪爆改性对其长支链酯合成影响

采用蒸汽闪爆技术对天然纤维素进行改性,并利用改性后的纤维素、乙酸酐和脂肪酸合成长支链纤维素酯。结果表明,蒸汽闪爆处理后纤维素葡萄糖环单元三个羟基的可及性及相对反应性能得到提高,同时缩短了反应周期。     

蒸爆技术及其在植物纤维素资源中的应用简介

介绍了蒸爆原理、类型和几种蒸爆工艺条件,以及蒸爆在植物纤维素水解和制无胶板中的应用。     

汽爆预处理技术在纤维素乙醇工业化中的应用及实践

纤维素乙醇技术是推动秸秆高值化利用、缓解环境压力的重要途径之一。在整个工艺过程中,原料预处理对于纤维素乙醇技术的发展起着至关重要的作用。其中,蒸汽爆破是目前应用最广、工业化水平最高的预处理技术之一。综述了汽爆技术在纤维素乙醇工业化装置中的应用,按照汽爆方式、汽爆设备类型、工艺流程和添加的化学试剂的不同,对汽爆工艺和设备分别进行了介绍。综合而言,两段式连续汽爆预处理能够有效的降低半纤维素降解产生的抑制物,提高木糖回收率,降低原料成本,是比较有应用前途的技术之一,对设备的耐压能力和稳定性以及系统控制水平要求较高。从化学试剂的使用来看,中性或低酸汽爆是未来工业发展的方向。     

硬木纤维素蒸汽闪爆处理机理的研究

研究了硬木纤维素在蒸汽闪爆改性过程中的各种状态及蒸汽闪爆对硬木纤维素超分子结构的影响。用SEM、X-射线衍射、FT-IR分析及对聚合度Pv、溶解度Sa的研究结果表明,蒸汽闪爆改性后硬木纤维素的结晶度Xc(X)和微晶尺寸L002有所增加,但其超分子结构遭到破坏,游离羟基和可及度有所增加,尤其是纤维素内部氢键的断裂与纤维素的Sa有十分密切的关系。     

纤维素在离子液体中的降解研究进展

随着化石能源的日益短缺和环境污染问题的日趋严重,可再生的生物质资源引起了人们的广泛关注。离子液体作为一种新型的绿色溶剂,越来越多的被应用到木质纤维素的溶解和降解中。从无机金属氯盐、酸催化和酶催化三个方面简要介绍了近几年来纤维素在离子液体中的降解转化过程,指出了离子液体自身存在的缺陷和应用过程中存在的问题,提出了未来研究工作的重点和对关键问题的解决方法。     

高沸醇溶剂法制备松木纸浆和木质素

高沸醇溶剂(HBS)法是一种适用于从木材、草木秸秆类原料制备纤维素与木质素,且具有节能、环保等众多优点的好方法。采用1,4-丁二醇水溶液为溶剂的高沸醇溶剂法,在200~220℃、浓度为76.3%~85.2%的条件下,添加少量催化剂对松木进行蒸煮1~3 h,制备得到纤维素与木质素。分析结果表明,HBS木质素的活性保持较好,适当改性后可应用于多种行业,而纤维素仍可应用于造纸生产。回收的高沸醇溶剂可作为制浆溶剂循环使用。     

植物纤维素、木质素、半纤维素等的开发和利用

植物是一种可再生、可循环、可降解的生物质,它的每年生长量很大。它的主要组成物质,包括纤维素、木质素、半纤维素、果胶和特种化合物,都是重要的化工原料,在造纸、纺织、食品、医药、建筑、电工、电子、机械等许多领域都有广泛的应用。近年来充分全面地开发利用这些生物质资源,变废为宝,已成为全球关注的问题,出现了许多有效的提取技术,获得了生产应用。引用文献23篇。     

蒸汽爆破预处理木质纤维素及其生物转化研究进展

木质纤维素生物资源可以用来生产乙醇,但其结构与化学成分阻碍了酶对纤维素的可及性,因此必须对原料进行预处理。在多种预处理方法中,蒸汽爆破法预处理因其成本低、能耗少、无污染而备受研究学者的青睐。通过对蒸汽爆破作用过程、机理和影响因素的研究分析,以及在生物转化方面的应用研究分析,更加显示出该法在此项领域广阔的前景,必将成为以木质纤维素为原料转化燃料乙醇的关键预处理技术之一。     

螺杆挤压连续汽爆装置预处理秸秆试验研究

以玉米秸秆为原料,用螺杆挤压连续汽爆装置进行9组试验,考察了浸渍条件、温度和停留时间对汽爆物组分含量的影响。试验结果表明:从半纤维素水解程度以及汽爆物pH,考察不同浸渍条件的浸渍效果排序为预浸渍>预喷淋浸渍>直接喷淋;采用螺杆挤压连续汽爆装置处理玉米秸秆,在直接喷淋3%稀H2SO4溶液、温度170℃、停留时间25 min的预处理条件下,半纤维素水解成戊糖的效果最好,戊糖得率最高为7.75%。     

农作物秸杆的蒸爆处理与无胶纤维板的制造

本文介绍了农作物秸杆的蒸爆处理与蒸爆技术的应用，以及无胶纤维板的制造技术。     

The Use of Lewis Acids During Rapid Steam Hydrolysis

Mixed hardwood chips were treated with various concentrations of aluminum chloride hexahydrate, aluminum sulfate hydrate, and ferric chloride and were subjected to rapid steam hydrolysis pretreatment (RASH). The three levels included 0.01, 0.03, and 0.05 moles of catalyst per 1000 grams of wood. Rapid steam hydrolysis (RASH) was done from 180° to 260°C at 20°C intervals for one minute. The Lewis acid catalyst affected the overall recovery yield of solids, the recovery values of the individual components, the enzymatic rates, and the methanol and water solubility. Overall recovery of pretreated solids generally decreased with the increase in levels of the catalyst. The one exception was AlCl₃ ·6H₂O where the minimum recovery levels were reached at 0.03 moles per 1000 grams of wood and increased at the higher level of catalyst. Cellulose degradation occurred in the temperature range of 250° to 260°C for the control and at the two lower concentrations of the catalyst. At the higher levels of catalyst, appreciable amounts of cellulose degradation occurred at lower temperatures. Hemicellulose solubilization and degradation were extremely sensitive to the RASH temperature and to the levels of catalyst. Almost all hemicellulose was lost at high temperatures or at high levels of catalyst. Losses of lignin appeared to be affected mainly by the RASH temperature and not by the changes in the levels of catalyst.

In contrast, both the temperature and the level of catalyst strongly affected the rates of enzymatic hydrolysis. Generally, the intermediate level of catalyst seemed to give the highest rates of enzymatic hydrolysis at the lowest temperature. Methanol and water solubles increased in the presence of the catalyst and reached a maximum at levels of 0.03 moles between 230° to 250°C.     

木质素化学降解及其在聚合物材料中应用的研究进展

木质素是自然界储量丰富的可再生天然酚类高分子,可替代传统化石资源应用于聚合物材料合成。木质素分子结构中的大分子刚性骨架可赋予材料独特的力学性能和热稳定性。但木质素化学组成和分子结构复杂、反应活性低,限制了在聚合物材料领域的应用。化学降解是一种高效、高选择性且应用广泛的降解方法,经化学降解处理得到的木质素低聚物具有活性官能团多、反应活性高、溶解性好等优点,有利于拓展木质素在聚合物材料领域的高附加值应用。重点综述了近年来国内外有关木质素化学降解及其降解产物应用于聚合物材料的研究进展。     

棉纤维蒸汽闪爆改性及其化学反应性能

研究采用高压热蒸汽闪爆技术,对棉纤维进行物理改性,并对闪爆前后棉纤维形态、溶解度、聚合度分析表征。通过改性前后棉纤维合成羧甲基纤维素研究发现,闪爆改性后其反应性能有大的提高。     

稀硫酸预浸渍对玉米秸秆蒸汽爆破预处理的影响

为提高纤维素乙醇生产中传统蒸汽爆破预处理的效果,以稀硫酸（质量浓度0．2％）对玉米秸秆进行预浸渍,再于190～210℃对其进行汽爆预处理。结果表明：稀硫酸预浸渍有利于增强汽爆过程中半纤维素的水解程度,并能有效减少乙酸的生成;200℃预处理玉米秸秆经过96h同步糖化发酵,最终乙醇浓度为22．5g·L-1,为理论值的76％,较预浸渍前（19．0g·L-1）明显提高。稀硫酸预浸渍能够增强玉米秸秆的汽爆预处理效果。     

蔗渣闪爆处理及其黄原酸化物的制备和应用

采用热蒸汽适度闪爆及稀碱洗涤等预处理技术对蔗渣进行纯化和活化,利用处理后的蔗渣纤维素合成纤维素基黄原酸酯,对其在水处理中的应用进行了研究。研究优化了闪爆处理的工艺条件,并采用IR、SEM和化学分析技术对闪爆前后蔗渣纤维的形态、结构、a-纤维素的含量进行了分析,对处理前后的蔗渣纤维的碱化和黄原酸化合成条件进行了优化。结果表明,闪爆预处理技术是一种便宜、迅速、无污染的技术,蔗渣纤维素基黄原酸酯对含金属离子的污水有良好的处理效果。     

SO_4~(2-)/ZrO_2固体酸催化氧化降解木质素的因素分析

以固体超强酸为催化剂,过氧化氢为氧化剂降解高沸醇竹子木质素。探讨了反应时间、溶剂配比、固体酸用量和反应温度等因素对降解程度的影响。结果表明,当反应时间4h,反应温度80℃,DMF与水的体积比为1∶2,酸加入量为木质素的4%时,在硫酸亚铁促催化的情况下,降解效果最佳。并利用红外光谱和气相色谱-质谱联用对降解产物进行分析。可知,固体酸催化降解木质素可以得到小分子产物,含有明显的醛酸类物质。     

羟甲基化木质素/纤维素气凝胶粒子的制备、表征及吸附性能

以羟甲基化木质素和纤维素为原料,NaOH/尿素水溶液为溶解体系,采用冷冻干燥法制备羟甲基化木质素/纤维素气凝胶粒子。采用扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）仪、X射线衍射（XRD）仪、比表面积及孔径分析仪等对其结构进行了表征。研究结果表明：羟甲基化木质素分子通过氢键作用附着在纤维素骨架上,气凝胶内部仍保持三维网状结构,羟甲基化木质素的引入使得气凝胶表面出现明显收缩,网状结构的致密度随着羟甲基化木质素用量提高而逐渐降低;同时气凝胶粒子具有纤维素Ⅱ型红外吸收峰和XRD衍射峰;粒子表现出Ⅱ型吸附/脱附等温线,孔径均在15 nm以下,且随着羟甲基化木质素用量不断提高,比表面积、孔容均有所减小,HKL-4的比表面积为105.3m²/g,孔容为0.336 6cm³/g,孔径为13.67nm。吸附性能分析表明在25℃下吸附5 h,HKL-4气凝胶粒子对金胺O、亚甲基蓝和罗丹明B的吸附量分别为33.06、96.06和43.26mg/g,对亚甲基蓝的饱和吸附量可达208.7 mg/g,吸附过程更符合Langmuir等温吸附模型,主要为单分子层吸附。     

Rapid Prediction of Different Wood Species Extractives and Lignin Content Using Near Infrared Spectroscopy

Abstract

The feasibility of using Fourier transform near infrared spectroscopy (FT-NIR) to rapidly determine the lignin and extractive content of various wood species (including softwoods and hardwoods) was investigated. Partial Least Square regression analyses were performed to describe the relationships between the data sets of wet laboratory chemical data and the FT-NIR spectra. The selection of relevant wavenumbers combined with the appropriate data pre-processing methods produced satisfactory prediction models. The test statistics (R² , RMSECV, RMSEP, RPD) improved compared with the models over the wave number range 7500 cm^?1 to 4000 cm^?1. Automatic selection was superior to manual selection. The predicted lignin and extractive content models, using the full cross-validation in the appropriate wave number ranges (in cm^?1) of 5450.1 to 4246.7, 6102.1 to 4597.7, 6252.4 to 4246.7, and 6252.4 to 6098.1 using the spectral data preprocessing methods of the straight-line subtraction, minimum–maximum normalization, and first derivative + vector normalization, were established. The high R² values were 0.9838, 0.9809, and 0.9625, respectively. The low RMSECV values were 0.425%, 0.452%, and 0.185%, respectively. RPD values were 7.86, 7.25, and 5.17, respectively. Predictions were very good, with R² of 0.9775, 0.9751, and 0.9521; RMSEP of 0.418%, 0.403%, and 0.206%; and RPD of 6.78, 6.7, and 4.57 for the lignin, 1% sodium hydroxide extractive, and ethanol-benzene extractive models, respectively.     

大豆种皮过氧化物酶在木素降解与苯酚聚合中的应用

以大豆种皮过氧化物酶（Soybesnhullperoxidase,SHP,E．C．1.111．7）替代水煮过氧化物酶（LigninperoxidaseLiP）和锰过氧化物酶（Manganese－dependentperoxidase,MnP）,以工业木素（木素磺酸盐和黑液木素）及天然木素（杉木木素）为材料,研究了SHP在正常催化条件下对木素的氧化作用。结果表明,SHP在水相系统中对工业木素和天然木素虽无降解作用,但在微水有机相中SHP对天然木素有部分解聚作用。利用SHP在水相体系中催化的酚聚合反应对含酚废水进行处理,则发现水相中SHP稳定性好,lmol／L的SHP和lmnlol／L的H202在15mitt内对终浓度为lmmol／L宋酚溶液的酚去除率达98％以上,提示SHP作为一种较理想的氧化还原酶用于含酚废水处理值得深入研究。     

预处理结合纤维素酶处理对醋酯纤维降解的研究

采用纤维素酶降解经氢氧化钠预处理过的醋酯纤维,考察了pH值、温度、酶用量、处理时间以及助剂对酶解效果的影响,并初步探索了超声波对氢氧化钠预处理效果的影响。结果表明,氢氧化钠预处理后,使用纤维素酶降解醋酯纤维的工艺条件为:pH值4.5,温度55℃,酶用量3 mL/L,反应时间4 h;使用超声波辅助氢氧化钠预处理后,醋酯纤维的取代度较单一碱处理略有降低,酶解活性提高;在纤维素酶催化水解反应中,加入非离子表面活性剂可以提高醋酯纤维的酶解效果。