1. 研究目的与意义
纤维素是地球上最丰富的多糖。
是目前世界上唯一可预测的为人类持续提供能源的资源。
我国是农业资源非常丰富的国家,农作物秸秆年产量接近7亿t,而农业加工业的废弃物则高达8000多万t。
2. 国内外研究现状分析
通过对三种不同的加热方式(传统加热、高压加热和微波辅助加热)效率的测试比较,微波加热得到纤维素最大回收率为53.95%,其中还原糖产量46.97%,其效率明显较高(超过10%的增长),也节省了时间(仅15分钟反应时间),但需在一个较高的温度下(200摄氏度)。
微波辐射明显加快了纤维素的水解速率,提高了葡萄糖的选择性。
微波加热法适用于更高的原料固含量,所得水解液中具有更高的还原糖浓度。
3. 研究的基本内容与计划
研究内容: 1.做三因素四水平的正交试验考察反应温度、反应时间和催化剂种类对对纤维素水解性能的影响及产物的选择性; 2.利用HPLC进行纤维素水解产物的成分分析; 3.与常规加热方法的试验结果进行对比;研究计划: 第一阶段:2.172.25:查阅中外文献,撰写开题报告,制定实验方案; 第二阶段:2.263.6:微波辅助加热条件下催化剂种类对实验的影响及产物分析; 第三阶段:3.73.17:微波辅助加热条件下反应温度对实验的影响及产物分析; 第四阶段: 3.183.28:微波辅助加热条件下反应时间对实验的影响及产物分析; 第五阶段:3.295.16:与常规加热法进行对比实验数据整理; 第六阶段:撰写论文,准备答辩 第七阶段: 6月初论文答辩。
4. 研究创新点
以金属氯化物为催化剂,研究微波辐射下温度、时间、催化剂种类等对纤维素酸催化水解性能的影响,在相同反应条件下,比较微波与传统加热方式下的纤维素水解反应性能,以及在微波辐射下获得较高的纤维素转化率和产物选择性。
微波辐射不依赖温度梯度的推动,体系受热均匀,升温迅速,因此,能有效减少目标产物葡萄糖的二次降解,提高葡萄糖的选择性。
