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稻草纤维降解技术及其衍生产品的开发

作　者: 郑碧微
导　师: 罗逸
学　校: 华中科技大学
专　业: 应用化学
关键词: 稻草纤维素降解低聚糖山梨醇超声波
分类号: TQ352
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 17次
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内容摘要

纤维质原料是自然界最丰富的可再生资源,充分合理地利用该资源是解决当今世界所面临的能源危机和环境问题的有效手段。当前对纤维素的利用主要分为两种,一种是通过纤维素酶水解技术制备燃料乙醇,另一种是通过高温高压炼制的方法制备生物柴油。作为目前化石能源的替代品,以上两种燃料形式在热值和工艺成本方面都存在着各自的不足。本文利用从稻草中分离出的纤维素为原料,研究了其在不同反应条件下的降解特性,得出在非均相条件下,受纤维素超分子结构的影响,普通试剂对其润胀作用和可及度有限。因此,该条件下反应的选择性和降解均一度均较差,不足以满足总体设计的要求。考虑到以上不足,采用浓度较高的无机酸作为纤维的溶胀剂,形成均一体系。再辅以超声波辅助降解等手段,在较温和的条件下,可使纤维的聚合度发生较均匀的降解,得到水溶性纤维低聚糖。并利用HG-2和HG-3的组合凝析剂将不同聚合度的纤维低聚糖分级凝析分离。结果表明:大部分产物的聚合度分布在3~4之间,且在最佳制备条件下,收率可达74.2%。文中进一步以制备的纤维低聚糖为原料,通过催化加氢的方式将其转化为山梨醇类,在自制的镍基催化剂条件下,转化率64.4%。生成的醇类产物经进一步的分子整合技术可得到C5-C30的液态饱和烷烃,因此它是制备具有真正应用前景的烃基汽油的基础材料。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-20
  1.1 引言  8
  1.2 纤维素在自然界中的分布  8-9
  1.3 纤维素的结构和性质  9-12
  1.4 纤维素的综合利用  12-14
  1.5 生物质纤维素降解利用的研究进展  14-16
  1.6 研究目的、内容以及意义  16-20
2 稻草纤维的降解实验  20-31
  2.1 稻草纤维素的预处理  20-21
  2.2 稻草纤维降解实验  21-23
  2.3 分析方法  23-25
  2.4 实验结果与讨论  25-30
  2.5 小结  30-31
3 稻草纤维低聚糖的超声-化学制备方法  31-42
  3.1 实验原料、试剂和仪器  31
  3.2 试验方法  31-32
  3.3 分析测试方法  32-33
  3.4 单因素实验  33-36
  3.5 正交试验  36-37
  3.6 实验结果与讨论  37-41
  3.7 小结  41-42
4 稻草纤维低聚糖的酸催化制备方法  42-46
  4.1 实验方法  42
  4.2 实验结果与讨论  42-44
  4.3 小结  44-46
5 纤维低聚糖制备山梨醇的方法  46-56
  5.1 山梨醇的制备工艺  47
  5.2 催化剂的制备  47-48
  5.3 催化加氢制备山梨醇  48-49
  5.4 分析测试方法  49-50
  5.5 结果与讨论  50-54
  5.6 小结  54-56
6 结论  56-57
致谢  57-58
参考文献  58-61
附录攻读学位期间发表论文目录  61

稻草纤维降解技术及其衍生产品的开发

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