微波辅助选择性分离木质纤维生物质的研究开题报告

1. 研究目的与意义

生物质来源广泛、储量丰富、价格低廉并且可再生，作为化石能源的替代品，受到越来越多的关注。木质纤维生物质是生物质资源的重要组成，主要由纤维素、半纤维素及木质素组成。纤维素与木质素或纤维素与半纤维素之间存在氢键作用，木质素与半纤维素之间除氢键外还存在化学键。三大素紧密交联，结合成结构和性质均稳定的天然高分子复合物。

为了实现高效的木质纤维生物质转化利用，必须要解决三大组分有效分离。 纤维素占木质纤维生物质40-53%，可用做功能材料的制造、纺织工业以及造纸业等。半纤维素约占木质纤维生物质的1/4-1/3，可转化为糖、化学品燃料或用来制备重要的化工原料如糠醛等。木质素占木质纤维生物质的20%左右，是高附加值化学品的原料，可用于制备生物燃料、酚醛树脂、聚氨酯泡沫等。

2. 国内外研究现状分析

碱抽提法:脱蜡原料经naoh、koh等碱性介质从脱木素后的综纤维素中抽提分离出半纤维素，随后调节ph值，通过乙醇沉淀法获取半纤维素。但该法会导致乙酰基脱落，无法进行结构分析。

二甲亚砜（dmso）抽提法：该法在碱抽提法的基础上进行改进，采用二甲亚砜作为溶剂抽提半纤维素。该法优点在于保留乙酰基，可避免半纤维素的溶解，但半纤维素得率低，通常不超过50%。

化学法 热处理：该法采用高压蒸汽爆破法处理木质纤维素原料，再与其他化学方法相结合以获取半木质素（所得到的是解聚的半纤维素部分，但相对分子量较低）。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：

①用1,4-二氧六环-水混合溶剂体系在微波辐照下对木质纤维生物质进行液化。②对液化产物进行分步分离，并做相应的表征。③优化反应条件：温度、时间、催化剂用量。④探讨不同反应条件对分馏效果的影响作用并分析原因。

研究计划：

4. 研究创新点

1，采用微波加热的方式对物料进行稳定加热；

2，利用有机溶剂达到对纤维素、木质素的高效分离；

3，反应结束后可通过蒸馏方式回收溶剂，无废水或少废水排放。