稻草秸秆中木质素碳水化合物复合物的分离及表征开题报告

 2021-08-08 22:58:41

1. 研究目的与意义

植物中相当一部分的木素大分子是通过化学键与纤维素和半纤维素结合在一起以木素碳水化合物复合物(Lignin Carbohydrate Complex,简称LCC)的形式存在于植物细胞壁中。LCC的存在可能是制浆、漂白过程中低卡伯值浆脱除残余木素比较困难的原因之一,经过蒸煮,部分LCC溶解出来,部分依然残留在纸浆中,在某种条件下(如碱法制浆条件),还会有新的LCC形成。深入了解LCC的结构将有助于进一步明确残余木素存在的原因,开发出新的制浆、漂白技术,对于制浆造纸工业具有重要意义。

2. 国内外研究现状分析

1953 年 T raynard 等对植物原料中 LCC 的分离做了开创性的研究。首次采用水溶剂抽提法分离提取白杨木原料中水溶性 LCC, 研究发现该方法制备的水溶性 LCC 得率高 ( 16% ~18% ), 但其纯度低, 该方法仅适合于阔叶木原料中水溶性 LCC 的分离。基于 Traynard等分离制备的 LCC不能完全代表原料中原本 LCC, Bjorkman采用有机溶剂抽提法分离提取云杉原料中 LCC。Yaku等综合了水溶剂和有机溶剂抽提法的特点, 成功建立了水和有机溶剂联合抽提分离红松原料中 LCC的方法。鉴于B jo rkm an LCC和水溶性 LCC 的结构特性有较大差异, Kosh ijim a等首次采用离子交换色谱分级技术对红松原料中 Bjorkman LCC 进行分级研究, 成功建立了用葡聚糖凝胶 ( DEAE - Sephadex)对B jorkm an LCC 分级的方法。Jankowski等和 W atanabe采用疏水色谱分级技术分别对山毛榉和红松原料中水溶性 LCC进行分级研究。W atanabe等在研究木材原料LCC特性时, 分别采用 T oyo pearlHW - 40和 T oyo pearl HW - 50分级技术对 LCC 纤维素酶解液中已降解的中性糖 LCC和酸性糖 LCC进行分级。T amm inen等通过纤维素酶 ( E conase CEP和 Novozym 188) 的酶解、饱和氯化钠溶液的沉淀和枯草杆菌蛋白酶 ( Subtilisine)的酶解等程序分离提取红松未漂硫酸盐浆中 LCC, 分离获得富含木质素的 LCC和水不溶 LCC(包括碱溶 LCC和碱不溶 LCC)。液-液抽提法是一种经典的分离碱提取液中 LCC 的方法, 通过吡啶、醋酸、水、氯仿混合溶剂 ( 体积比为 9﹕1﹕4﹕18) 对碱提取液中 LCC进行定量分离。 L indquist等采用该方法对云杉碱提取液和麦草碱提取液中 LCC进行分级分离。溶剂和超滤联合分离分级法是一种系统分离碱提取液中 LCC的方法。Smionson等采用水、二氧六环等溶剂和平板膜超滤联合分离分级的方法, 分离提取桦木碱提取液中 LCC。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容:稻草秸秆中木素碳水化合物复合物的分离与表征。

研究计划:利用液-液抽提法,这是一种经典的分离碱提取液中 LCC 的方法, 通过吡啶、醋酸、水、氯仿混合溶剂 ( 体积比为 9﹕1﹕4﹕18) 对碱提取液中 LCC进行定量分离。并利用红外光谱研究LCC的官能团,了解其特征。

4. 研究创新点

在研究LCC结构单元之间的化学键连接时,可以用13C标记木素的前驱物,通过对木素侧链α位碳原子进行13C同位素示踪,了解其主要连接方式。进一步了解LCC的结构及性质。

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