預處理協(xié)同雙氧水誘導的氧化法制備玉米芯纖維素及其表征.pdf

1、纖維素是世界上最豐富的可再生的生物聚合物，目前纖維素常被用作生產(chǎn)紙張，紙板，纖維板和其他相似產(chǎn)品的原材料。它優(yōu)良的特性包括親水性，手性，生物可降解性，廣闊的化學修飾容量，形成半晶纖維形態(tài)的能力，已經(jīng)吸引了許多學者的關注。高純度纖維素可用于生產(chǎn)化學制品及生物基高分子材料。
　　本論文主要分為四部分，第一部分對比了目前主流的稀酸蒸汽爆破預處理與新興的超聲芬頓預處理對玉米芯的影響。全組分結(jié)果與13C交叉/極化固態(tài)核磁譜圖顯示稀酸蒸汽爆破

2、主要是去除半纖維素（去除率96.03％），而超聲芬頓預處理主要去除木質(zhì)素(去除率46.60％)。Simons'染色和WRV結(jié)果顯示兩種預處理在玉米芯的表面上創(chuàng)造了許多的可接近表面區(qū)。SEM圖顯示稀酸蒸汽爆破預處理主要是將玉米芯結(jié)構斷裂成小碎片，而超聲芬頓預處理主要是使玉米芯表面變成多孔結(jié)構使得纖維素酶得以進入。稀酸蒸汽爆破預處理玉米芯的酶解率(86.8％)與超聲芬頓預處理玉米芯的酶解率(90.34％)遠高于未處理玉米芯的酶解率(21.4

3、0％)。以上總體表明，這兩種預處理對玉米芯是非常有效的，為制備纖維素提供了參考。
　　第二部分優(yōu)化了超聲芬頓反應降解木質(zhì)素磺酸鹽的參數(shù)，在H2O2濃度為5M，F(xiàn)eSO4濃度為0.025M，pH為4.0的條件下，處理120 min，木質(zhì)素磺酸鹽的降解率為74.27％，降解后的分子量為5026 g/mol。紫外全波長掃描曲線圖初步表明木質(zhì)素磺酸鹽的苯環(huán)結(jié)構發(fā)生斷裂。紅外譜圖結(jié)果進一步表明木質(zhì)素磺酸鹽的苯環(huán)骨架發(fā)生斷裂。該部分的研究工作

4、為第三部分的研究工作提供了參考。
　　第三部分首先通過稀酸蒸汽爆破預處理(0.5％硫酸、1.0 MPa、8 min)去除玉米芯中的半纖維素，協(xié)同優(yōu)化后的超聲芬頓氧化(H2O25.37 mol/L，F(xiàn)eSO40.03 mol/L，125 min)及高熱乙醇(80％乙醇，160℃，90 min)去除汽爆殘渣中的木質(zhì)素，最后制備的纖維素的純度達91.81％。XRD譜圖結(jié)果顯示纖維素的晶型結(jié)構未發(fā)生變化，結(jié)晶度增加，表明纖維素的晶型結(jié)構基

5、本未被破壞，且無定形成分半纖維素和木質(zhì)素被去除。13C交叉/極化固態(tài)核磁譜圖結(jié)果進一步顯示，木質(zhì)素和半纖維素幾乎完全被去除。
　　最后一部分首先以稀酸蒸汽爆破預處理(0.5％硫酸、1.0 MPa、8min)為前提去除玉米芯中的半纖維素，協(xié)同乙醇（0.02％氫氧化鈉、80％乙醇、160℃、90 min）及雙氧水誘導的產(chǎn)過氧酸法（5％樣品濃度，H2O20.3 mol/g樣品）脫木素，同時完成漂白，制備的纖維素純度達92.97％。X射線