1. 研究目的与意义
木质素和纤维素、半纤维素一起构成植物细胞壁结构,是植物体次生代谢合成的一种天然有机高分子物质,是自然界第二大含量最丰富的高聚物。
木质素是三种苯丙烷单元通过醚键和碳碳键相互连接形成的具有三维网状结构的生物高分子,其存在三种基本结构单元,即愈创木基结构,紫丁香基结构和对香豆基结构。
木质素是具有三维空间结构复杂的无定型高聚物,含有很多不同种类的活性官能团,如芳香环、醚键、共轭双键、酚羟基、醇羟基、羧基、羰基等,且具有可降解、可再生、无毒的特点。
2. 国内外研究现状分析
木质素与纤维素和半纤维素是构成植物骨架的主要成分。
在自然界中木质素的储量仅次于纤维素,是第二大天然有机物,且每年都以600亿的速度再生。
制浆造纸工业每年要从植物中分理出大约1.4亿吨纤维素,同时得到5000万吨左右的废弃木质素,但至今为止,超过95%的木质素仍被直接排入江海或浓缩后烧掉,没有被广泛而高效地利用,这样不仅浪费资源,更会对环境造成很大的伤害。
3. 研究的基本内容与计划
本研究以稻麦草为原料,进行碱预处理、氧碱蒸煮、碱性亚硫酸钠法蒸煮获得三种不同的碱性黑液,进行植株种子萌发及植株生长实验,研究不同黑液对植株生长指标的影响。
对黑液木质素进行分离纯化及结构表征,建立木质素结构与其对植物生长影响之间的联系。
阶段 时间 完成内容第一阶段 1-2周 查阅文献与翻译,写文献综述 讨论并制定实验方案 提交开题报告第二阶段 3-5周 备料(草料) 蒸煮、获得碱黑液 黑液作用植物种子萌发实验 黑液作用植物生长实验 观察植物生长情况,记录生长指标第三阶段 6-9周 分离纯化黑液木质素 黑液木质素结构表征 建立木质素结构与植物生长之间联系第三阶段 1014周 整理数据与分析结果 论文初稿 修改论文第四阶段 1516周 最终定稿及答辩
4. 研究创新点
木质素是地球上可自然再生、来源丰富的天然大分子有机物。
制浆造纸过程将其分离并溶于废液之中废弃排放,造成纳污水体严重污染,加剧水资源短缺。
研究开发回收并合理利用木质素的技术,是减少制浆废液污染排放造成的环境污染危害,促进农业可自然再生资源充分利用的必由之路。
