基于LiCl/DMSO全溶体系大豆秸秆木质素分离及结构分析开题报告

 2021-08-09 00:07:49

1. 研究目的与意义

木质纤维原料是自然界储量最丰富的可再生资源,对其进行综合高效利用是广大研究工作者最关注的热点,目前就植物资源中主要化学成分的利用来说,绝大多数仍是基于各组分分离后再进行加工等利用。本研究旨在探讨木质纤维原料中化学组分的综合全利用,制备新型材料的工艺路线,要充分利用原料中各组分,有许多问题需要研究,本课题主要针对大豆秸秆粉在LiCl/DMSO中的溶解及其木质素分离与分析进行研究。

2. 国内外研究现状分析

大豆为豆科大豆属一年生草本植物。据了解,中国有1.5亿亩土地适合大豆种植,大豆产业又是一个产业链很长的产业,涉及到生产、油脂加工、食品加工、养殖业、医药、化纤等多个行业,有1亿人口依赖大豆生产,涉及6000万农民和近百万大豆加工企业职工就业。中国还是大豆品种资源最丰富的国家,拥有90%的野生大豆资源,有适宜食用、加工的3500多种大豆栽培品种。而大豆秸秆与大豆产量比为1.6,所以在中国有大量的大豆秸秆资源,但是利用率却很低。大豆秸秆中除含有大量的碳素外,还含有氮、磷、钾、钙、镁、硫、硅和各种微量元素,以及富含纤维素、半纤维素、蛋白质等有机物质。大豆秆目前主要用于动物饲料、还田和农村能源等方面。但是整体利用率很低,且在此过程中还会造成环境污染,而且对于大豆秸秆物理、化学性质、木质素、半纤维素及纤维素的物理性质及结构特征的研究很少。所以有必要对大豆秸秆的综合利用进行深入研究。

木质纤维素全溶体系是指具有氢键破坏能力,从而导致木质纤维素溶解的一类特殊溶剂体系,是最近几年国际上提出的一种全新研究体系。包括有机溶剂全溶体系和离子液体全溶体系。前者主要是基于二甲基亚砜的全溶体系,具体可分为二甲基亚砜/四丁基氟化铵、二甲基亚砜/n-甲基咪唑和二甲基亚砜/氯化锂3种全溶体系。后者则主要是基于咪唑基离子液体的全溶体系,种类较多。这一全新概念的提出为更加便捷地对木质纤维素进行结构鉴定、化学改性和高效利用提供了一个可靠方法。

二甲基亚砜/氯化锂(dmso/licl),2008年wang等[29]在研究球磨时间对木素结构的影响时,提出了另外一种木质纤维全溶体系dmso/licl溶剂体系。使用行星式球磨制备样品,球磨时间可缩短至2h,且全溶时样品浓度可高达10%,得到的全溶组分可以直接用紫外和核磁共振进行分析。这为分析木质纤维的全组分及从全溶体系中分离出木质纤维细胞壁各组分提供了一个理想的溶剂体系。

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3. 研究的基本内容与计划

研究内容:

1.研究不同预处理对大豆秸秆粉各组分结构的影响;

2.基于licl/dmso全溶体系分离大豆秸秆木质素

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4. 研究创新点

1、木质纤维素全溶体系是最近几年国际上提出的一种全新研究体系。DMSO/LiCl溶剂体系的最大特点是行星球磨制备样品时,球磨时间可以缩短到2h,而且全溶时样品浓度可高达10%,普通原材料球磨的时间比较长。

2、我国大豆资源丰富,但对大豆秸秆的研究较少。本课题主要对大豆秸秆的各部位(茎干、豆荚、根)中化学组成进行系统研究。

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