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小麦秸秆中高纯度纤维素的提取及应用

作　者: 顾青
导　师: 闫立峰
学　校: 中国科学技术大学
专　业: 可再生洁净能源
关键词: 小麦秸秆纤维素分离溶解高吸水性树脂均相反应丙烯酰胺接枝共聚
分类号: X712
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

生物质作为可再生资源由于其生物降解性和在某些领域可替代石油化学产品而日益引人注目。纤维素是生物质的主要组成部分,也是世界上储量最丰富的生物高聚物,同时也成为多种新聚合体和材料的潜在储备。目前,从生物质秸秆中分离纤维素仍是一个重大的挑战。本实验发展了一种以小麦秸秆为原料,分离其中纤维素的绿色化学方法,整个分离过程在水体系及常压下进行,为纤维素工业的绿色化生产开辟了途径。首先用盐酸水溶液对脱蜡后的小麦秸秆进行预水解以除去其中的半纤维素,然后用聚乙二醇/无机盐双相水溶液体系对残渣进行脱木质素处理,并通过改变反应参数,找到了最佳反应条件。Kappa number(紫外吸收光谱法测定)和单糖组分(气质联用测定)的分析结果表明原料秸秆中94.33-79.8%的木质素被脱除,纤维素样品中残余的半纤维素含量为1.2-3.2%,充分说明分离出的纤维素具有非常高的纯度。所得纤维素样品都能够很好的溶解在纤维素的绿色溶剂—氢氧化钠/尿素水体系中。同时我们采用红外光谱,X射线衍射分析和扫描电镜等方法证明了该分离方法的有效性和纤维素溶解过程的发生。经过两步处理后得到纤维素的产率为48.9-55.5%,我们通过对酸处理后残渣的质量和组分的分析,找到了提高纤维素产率的方法,将最终产率提高到67.9%,向工业化大生产迈进了一步。接着,我们向上述纤维素的氢氧化钠/尿素水溶液中加入丙烯酰胺使其在均相条件下发生接枝共聚反应,制备出了吸水倍率达千倍以上的高吸水性树脂,克服了传统纤维素异相法衍生化反应时可及度低的难点,拓展了均相法利用纤维素的新思路,实现了从生物质秸秆到功能纤维素材料的绿色转变。

小麦秸秆中高纯度纤维素的提取及应用

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