1. 研究目的与意义
通过研究冷等离子体改性前后酶解木质素结构的变化,探讨冷等离子体活化酶解木质素的机理,优化冷等离子体改性工艺,为实现酶解木质素的工业化高值利用奠定理论基础和提供实践依据。
2. 国内外研究现状分析
等离子体又叫做电浆,是由部分电子被剥夺后的原子及原子被电离后产生的正负电子组成的离子化气体状物质,它广泛存在于宇宙中,常被视为是除去固、液、气外,物质存在的第四态。等离子体是由物质原子电离(不同于电解)成离子和自由电子而形成的。在等离子体内离子和电子均匀分布,但是在宏观上表现成电中性。
ebrubozaci等人用空气等离子体处理黄麻纤维表面,研究发现:经等离子体处理后,纤维表面粗糙度增加,出现了蚀刻现象,纤维表面的自由基数量增加,纤维自身的强度也增加。用等离子体改性过的纤维具有更好的物理力学性质,能更好的应用到复合材料中去。
杜官本等人研究发现,木材和硝酸纤维素的表面经过微波等离子体处理,可迅速有效地生成大量的自由基或使木材表面活化;随着等离子体处理时间的加长,木材及硝酸纤维素表面的相对自由基数量都增大;硝酸纤维素表面的相对自由基数量增大速率明显高于木材的增大速率,但其相对自由基数量的绝对值低于木材的数值。短时间的微波等离子体处理可以迅速有效地使木材表面产生大量的自由基,当木材表面的自由基增加到一定的数值时,即使微波等离子体处理时间再长,木材表面自由基的增长也不再明显。
3. 研究的基本内容与计划
具体研究内容包括:
1、研究冷等离子体处理工艺条件(包括处理处理功率、处理时间等)对酶解木质素表观结构的影响;
2、研究冷等离子体处理工艺条件(包括处理处理功率、处理时间等)对酶解木质素化学结构变化及表面化学键断裂的影响;
4. 研究创新点
无胶胶合秸秆纤维复合材料和合理利用酶解木质素开发后期产品都是当今行业的热点。本课题拟通过研究冷等离子体改性前后酶解木质素结构变化,阐明冷等离子体自由基单独作用及其与诱导接枝协同作用强化酶解木质素胶合力的机理,优化冷等离子体处理工艺,并将之应用于不含游离甲醛的环保型木质纤维复合材料的制备,同时也为实现酶解木质素高附加值工业化利用提供理论依据和技术支撑,使酶解木质素变废为宝,大幅度提高利用纤维素原料生产燃料乙醇的经济效益,对于推进我国纤维素燃料乙醇的工业化进程具有重要的现实意义。
