發(fā)布時間：2024-11-05 07:47

　　目前,纖維素生物質在生化轉化過程中必須經過預處理來降低其抗降解性。某些離子液體能夠溶解纖維素,這是離子液體預處理技術的基礎。研究經過預處理纖維素生物質發(fā)生的化學和物理結構變化是人們研究的重點。早期大量的研究主要集中在低固料(生物質的重量百分比為3到5)含量的離子液體溶液里處理纖維素生物質。但是,要降低預處理成本必須提高預處理時生物質原料在離子液體中的比例。然而,離子液體濃度的變化對于預處理的效果(酶水解效率)以及生物質的結構和組分的影響尚不明確。本文研究了白楊、桉木、高粱和柳枝稷四種生物質在不同濃度離子液體(1-乙基-3甲基咪唑醋酸鹽)中的預處理。生物質濃度變化范圍是5-25 wt.%,預處理溫度是110℃,反應時間是3 h,對預處理后的生物質進行了結構表征和酶解。酶解結果表明預處理時使用高的生物質含量是可行的,糖化率可以達到60-80%。離子液體預處理對于纖維素生物質的物理結構的改變使用了 X射線衍射(XRD),小角中子散射(SANS)和氮氣吸附裝置。XRD測量生物質中纖維素的晶體結構,SANS和氮氣吸附裝置研究生物質的孔隙度和比表面積。在對于白楊和桉木的實驗里,SANS檢測到了生物質...

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學位級別】：碩士

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學位論文數(shù)據(jù)集
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 木質纖維素
        1.2.1 木質纖維素的組成結構
        1.2.2 木質纖維素生物質的預處理方法
        1.2.3 纖維素的晶體結構
    1.3 離子液體預處理生物質
        1.3.1 離子液體簡介
        1.3.2 離子液體溶解纖維素機制
    1.4 檢測木質纖維素結構表征的方法
        1.4.1 紫外吸收光譜(UV-Vis)
        1.4.2 高效液相色譜(HPLC)
        1.4.3 二硝基水楊酸法(DNS)測還原糖
        1.4.4 X射線衍射(XRD)
        1.4.5 小角中子散射(SANS)
    1.5 離子液體預處理生物質的研究現(xiàn)狀
    1.6 本課題研究的目的意義和主要內容
        1.6.1 本課題研究的目的及意義
        1.6.2 本課題研究的主要內容
第二章 不同固料含量下的離子液體預處理對生物質酶解的影響
    2.1 引言
    2.2 實驗材料與實驗儀器
        2.2.1 實驗材料
        2.2.2 實驗儀器
    2.3 實驗方法
        2.3.1 生物質在預處理前做的抽提準備
        2.3.2 離子液體預處理四種生物質
        2.3.3 四種生物質的木質素含量測定
        2.3.4 HPLC測定四種生物質的糖組分
        2.3.5 四種生物質的酶解測定
    2.4 實驗結果與討論
        2.4.1 白楊、桉木、高粱和柳枝稷預處理后的收率
        2.4.2 白楊、桉木、高粱和柳枝稷預處理后的組分分析
        2.4.3 預處理效果評估——酶解效率測定
    2.5 本章小結
第三章 用X射線衍射和小角中子散射研究離子液體預處理后白楊和桉木的結構變化
    3.1 引言
    3.2 實驗材料與實驗儀器
        3.2.1 實驗材料
        3.2.2 實驗儀器
    3.3 實驗方法
        3.3.1 白楊和桉木在預處理前的抽提準備
        3.3.2 離子液體預處理白楊和桉木生物質
        3.3.3 預處理白楊和桉木的木質素含量測定
        3.3.4 預處理白楊和桉木的糖組分分析
        3.3.5 預處理白楊和桉木的酶解測定
        3.3.6 白楊和桉木樣品的結晶度測定
        3.3.7 SANS測量白楊和桉木樣品
    3.4 實驗結果與討論
        3.4.1 離子液體預處理后白楊和桉木的收率和組分分析
        3.4.2 XRD對離子液體預處理后白楊和桉木生物質晶體結構的研究
        3.4.3 SANS對離子液體預處理后白楊和桉木生物質表征的研究
        3.4.4 離子液體預處理白楊和桉木的糖轉化率
    3.5 本章小結
第四章 不同固料含量離子液體預處理對松木孔隙度的影響
    4.1 引言
    4.2 實驗材料與實驗儀器
        4.2.1 實驗材料
        4.2.2 實驗儀器
    4.3 實驗方法
        4.3.1 水/乙醇和石油醚/丙酮分別萃取松木樣品
        4.3.2 離子液體預處理松木樣品
        4.3.3 預處理松木的糖組分分析
        4.3.4 預處理松木的酶解測定
        4.3.5 松木樣品的結晶度測定
        4.3.6 SANS測量松木樣品的孔隙度
        4.3.7 N₂吸附法測量松木的表面積和孔隙度
    4.4 實驗結果與討論
        4.4.1 用SANS和N₂吸附分析離子液體預處理對松木孔隙度的影響
        4.4.2 用XRD分析離子液體預處理及松脂酸對松木預處理的影響
    4.5 本章小結
第五章 離子液體水溶液對生物質預處理及離子液體回收的影響
    5.1 引言
    5.2 實驗材料與實驗儀器
        5.2.1 實驗材料
        5.2.2 實驗儀器
    5.3 實驗方法
        5.3.1 離子液體預處理生物質前的準備
        5.3.2 用蒸餾裝置預處理生物質
        5.3.3 預處理生物質的木質素含量測定
        5.3.4 預處理生物質的糖組分測定
        5.3.5 生物質樣品的酶解測定
        5.3.6 生物質樣品的結晶度測試
    5.4 實驗結果與討論
        5.4.1 用預處理回收濾液和加水的離子液體預處理白楊樣品
        5.4.2 離子液體的回收和再利用
        5.4.3 濾液重復回收對桉木、高粱和柳枝稷預處理的組分分析
        5.4.4 濾液重復回收對桉木、高粱和柳枝稷預處理的糖轉化率
    5.5 本章小結
第六章 結論與展望
    6.1 實驗結論
    6.2 展望
參考文獻
附錄1
附錄2
致謝
研究成果及發(fā)表的學術論文
作者和導師簡介
附件



本文編號：4011464