收藏本站
《河北科技大学》 2018年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

生物质中纤维素的提取及功能化研究

邢山川  
【摘要】:随着化石资源储量的不断减少和人们对环境保护的日益重视,可再生资源纤维素的应用成为近年来的研究热点。纤维素的分离提取是纤维素利用的基础。深度共熔溶剂(DES)作为一种“类离子液体”,除了具备传统离子液体的优良特性之外,还具有低毒、可生物降解、价格低廉、易于制备等特点。因此,将DES应用于纤维素的提取,有望实现纤维素提取的高效、绿色化。本文以玉米芯为原料,利用DES分离提取其中的纤维素,并对纤维素进行功能化改性制备羧甲基纤维素(CMC)。首先,以氯化胆碱(ChCl)和1,4-丁二醇(BDO)、乙二醇(EG)、甘油(Gly)为氢键供受体制备了三种DES:ChCl-BDO、ChCl-EG、ChCl-Gly。对不同摩尔比组成的ChCl-BDO进行了密度、黏度测定。对同摩尔比的三种DES进行了红外、热重分析。结果表明DES的物性与氢键供体以及氢键供受体之间的比例密切相关。当ChCl与BDO的摩尔比为1:1、1:2时,在室温下不能形成DES;ChCl-BDO中BDO所占摩尔分数越小,溶剂的密度和黏度越大;摩尔比为1:3时,ChCl-Gly的热稳定性最高,ChCl-BDO的凝固点最高。然后,对比了ChCl-BDO、ChCl-EG、ChCl-Gly分离提取纤维素的效果,结果表明ChCl-BDO效果最好;在此基础上,以ChCl-BDO为溶剂,研究了处理温度、时间、摩尔比以及液固比对其分离提取纤维素的影响,并与高沸醇法、酸法以及碱法等传统提取方法进行了对比;采用红外光谱、热重、X-射线衍射、扫描电镜等对原料和分离得到的产物进行了分析表征。结果表明在最佳工艺条件下,ChCl-BDO处理得到的纤维物质中,纤维素含量为77.8%,对半纤维素、木质素的脱除率分别为75%、95%;以多元醇作为氢键供体合成的DES,在高温下才能对半纤维素和木质素有一个比较好的脱除作用;相较于其他方法,DES在对半纤维素、木质素有着较高脱除率的同时,对纤维素的破坏也较小,显示出在纤维素分离提取领域的良好应用前景。最后,以经DES处理得到的纤维物质为原料,经精制后,采用三次加碱、分阶段醚化的工艺,制备低黏度、高取代度CMC。通过单因素实验和正交实验对工艺条件进行优化,并将制备的CMC与商品CMC进行对比分析,对原料和产品进行了红外、热重、X-射线衍射、扫描电镜等表征分析。结果表明在最优条件下制备得到的CMC的取代度为1.52、2%溶液的黏度仅为15-20mPa·s,在取代度和黏度方面均优于商品CMC。
【学位授予单位】:河北科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:TQ352.7

【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 段焰青;孔祥勇;李青青;汤丹瑜;刘巍;;近红外光谱法预测烟草中的纤维素含量[J];烟草科技;2006年08期
2 王立华;王永利;赵晓胜;韩正;;秸秆纤维素提取方法比较研究[J];中国农学通报;2013年20期
3 高洪武;;芦苇和红麻纤维素含量测定方法探讨[J];盐碱地利用;1992年01期
4 黄东海;高压水解法测定纤维素含量[J];宁德师专学报(自然科学版);1995年01期
5 王燕蓬;苗庆显;;纤维孔隙率的测量及密度法测量的纤维素含量[J];黑龙江造纸;2009年01期
6 张慧慧;夏磊;蔡涛;邵惠丽;胡学超;;离子液体法纤维素海绵的研究——(Ⅱ)纤维素含量的影响[J];高分子材料科学与工程;2011年04期
7 刘元彪;;浅议面粉纤维素含量与加工精度的关系[J];粮食与饲料工业;1989年06期
8 刘会影;李国立;薛冬桦;徐洪章;叶小金;;近红外光谱法测定玉米秸秆纤维素和半纤维素含量[J];中国农学通报;2013年35期
9 周乃锋;张军燚;张玲玲;王新力;刘彦杰;;高纯度松木纤维素提取工艺研究[J];纺织学报;2013年12期
10 陈忠国;;棉纤维素深加工合作展望[J];山东纺织经济;2007年04期
中国重要会议论文全文数据库 前4条
1 王燕蓬;徐清华;秦梦华;苗庆显;;纤维孔隙率的测量及密度法测量纤维素含量[A];’2008(第十六届)全国造纸化学品开发应用技术研讨会论文集[C];2008年
2 马晓龙;;近红外反射法在分析桉木中纤维素含量的应用研究[A];第三届科学仪器前沿技术及应用学术研讨会论文摘要集[C];2006年
3 马晓龙;;近红外反射法在分析桉木中纤维素含量的应用研究[A];第三届科学仪器前沿技术及应用学术研讨会论文集(二)[C];2006年
4 董凤霞;刘文;刘红峰;;纳米纤维素的制备及应用[A];中国造纸学会第十五届学术年会论文集[C];2012年
中国重要报纸全文数据库 前5条
1 倪守东;纤维素不是纤维素食物[N];民族医药报;2000年
2 健康时报特约记者 施敏;夏季常吃些山楂干[N];健康时报;2009年
3 张岳;人体必不可少纤维素[N];人民政协报;2000年
4 健康时报特约记者 陈锦屏;防癌每天35克纤维素[N];健康时报;2010年
5 顾定槐;秸秆制羧甲基纤维素钠获成功[N];中国化工报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 任红威;功能化离子液体的合成及其对纤维素的溶解机制研究[D];中国石油大学(北京);2016年
2 张慧茹;廉价的高半纤维素含量的浆粕纺制Lyocell纤维的研究[D];东华大学;2007年
3 杨海艳;三倍体毛白杨原料预处理提高纤维素生物转化效率的研究[D];北京林业大学;2013年
4 代琳;生物质炭制备及对白浆土改良效果和温室气体排放影响[D];东北农业大学;2017年
5 陈德;生物质炭对土壤重金属有效性和作物吸收影响的整合分析及田间试验[D];南京农业大学;2016年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 邢山川;生物质中纤维素的提取及功能化研究[D];河北科技大学;2018年
2 邓甫;纤维素/碱土金属氟化物复合材料的制备、性能与形成机理研究[D];北京林业大学;2016年
3 王建波;大豆秸秆纤维素和半纤维素含量近红外检测模型研究与建立[D];东北农业大学;2016年
4 张福龙;磺化纤维素的制备及其对重金属离子的吸附作用[D];齐鲁工业大学;2016年
5 王红柳;玉米芯发酵乙醇残余物中纤维素的分享及纳米化研究[D];天津科技大学;2017年
6 李威弘;微波法合成离子液体制备稻秆纤维素平板膜的研究[D];哈尔滨理工大学;2013年
7 张猛;废弃羊毛的溶解及其与纤维素共混的研究[D];东华大学;2012年
8 程锋伟;一种新型溶剂的制备及其对纤维素溶解性能研究[D];东华大学;2007年
9 张会;从棉杆中提取纤维素浆粕的研究[D];中原工学院;2014年
10 王润娟;玉米秸秆保质贮存及纤维素高效水解方法的研究[D];天津大学;2012年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026