1. 研究目的与意义
木质素是一种非常丰富的资源,一般作为木材水解工业和造纸工业的副产物,同时还有其它工业的价值。
但是由于木质素的结构复杂、物理化学性质的不均一性、分离提取困难及木质素缩合等, 使得得不到充分利用, 变成了环境污染物。
选择适当的溶解体系处理木质纤维原料,是目前木质纤维素资源高效综合利用迫切需要解决的重要难点之一。
2. 国内外研究现状分析
Bjrkman在20世纪70年代提出磨木木素分离的方法, 但该技术在用于非木材纤维的分离时, 得率仅8% 左右, 既便是现在改进的方法, 得率也超不过15%。另外, 由于充分的机械研磨作用会导致一些解聚反应发生, 从而使木素的原本结构发生一定程度的变化。
在20世纪90年代期间 Fogarassy 、Roberts 以及蒋学、张利通过控制有机溶剂(乙醇) 、不同的催化剂和温度才以分离得到非常纯的klason 木质素和纤维素;之后,Rogers 等合成了一系列能够溶解纤维素的室温离子液体,其中[BMIM]Cl 在相同条件下表现出良好的溶解性能,而且离子液体可以循环使用。张军等开发的[AMIM]Cl离子液体具有较好的溶解效果。相对于离子液体[BMIM]Cl ,该离子液体在同等条件下具有熔点低、黏度小和热稳定性好等优点,[AMIM]Cl 是纤维素的直接溶剂,在溶解过程中所使用的纤维素未经活化处理,有利于简化流程。
在改进木素分离方法方面, 许多学者做了大量的工作,武书彬等教授提出了以酶处理结合温和酸水解(EMAL)的方法,这种方法可以使木素- 碳水化合物间的化学联接能在温和的化学条件下, 选择性地有效打开, 为木素的高效分离提供了保证, EMAL在分离过程中化学结构没有明显的缩合与解聚, 分子量比常规的磨木木素(MWL)高, 且纯度也高。在分离过程中分离程序简化, 溶剂使用量大大减少, 得到的木素有较好的代表性。3. 研究的基本内容与计划
以稻草的秆与叶为原料,进行抽提脱脂和星磨处理粉末,将球磨1小时的原料在不同浓度的licl/dmso离子溶剂体系的溶解再生处理,检测处理后原料的溶解性能和主要的化学成分,探讨不同浓度的licl/dmso离子溶剂体系对原料溶出的影响。
研究计划
2013年1月2月 原料的粉碎与抽提 2013年2月3月 撰写开题报告与文献综述,准备球磨原料和再生原料
4. 研究创新点
利用原料在 LiCl/DMSO离子溶剂体系的溶解再生处理,研究主要成分的溶出行为的规律,将为利用木质纤维素原料生产能源、材料及化学品提供重要的理论基础。
