堿-離子液體【BMIM】C1預(yù)處理對麥草酶水解糖化的影響研究.pdf

1、隨著世界能源危機、環(huán)境危機、糧食危機的加重，作為世界第四大能源的生物質(zhì)能源越來越受到世界各國的重視。研究發(fā)展生物質(zhì)能源產(chǎn)業(yè)，更是符合我國資源、社會、環(huán)境和諧發(fā)展的戰(zhàn)略需求和目標。作為生物質(zhì)能源之一的燃料乙醇產(chǎn)業(yè)，因缺乏高效、經(jīng)濟的預(yù)處理方法而影響其產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。本文結(jié)合堿和離子液體[BMIM]C1對麥草秸稈進行預(yù)處理，并探討預(yù)處理的效果和工藝。研究結(jié)果如下：
　　 (1)在120℃、60min下，麥草秸稈經(jīng)堿NaOH處理后，可以有

2、效脫除其中部分木素，并且隨著用堿量的提高，木素的脫除率隨之提高，兩者近似呈線性關(guān)系；用堿量為10％時，處理后得率僅為57.2％，為確保酶解糖化得率,用堿量最好控制在4％以內(nèi)；經(jīng)堿處理后的麥草秸稈酶水解率與原料中殘留木素的含量呈近似線性關(guān)系，隨著木素脫除率的提高，酶水解率不斷提高。當用堿量為4％時，酶水解率僅為39.9％，因此單獨采用堿處理的方法，不能有效的提高麥草的酶水解率。
　　 (2)未堿處理麥草在離子液體中15h溶解度為4

3、.50％；堿處理后麥草在離子液體中10h溶解度為6.01％。堿處理不但提高麥草原料在離子液體中的溶解度，而且提高麥草秸稈在離子液體中的溶解速率。對比不同預(yù)處理方法，麥草經(jīng)堿抽提后再經(jīng)離子液體[BMIM]C1溶解后的麥草酶水解率最大，直接經(jīng)過離子液體處理的麥草酶水解率最低。木素的脫除比結(jié)晶度的降低對酶解速率的影響更大。
　　 離子液體[BMIM]C1的預(yù)處理最佳溫度為130℃，溫度過低，離子液體溶液的粘度大，對纖維素的溶解度低，溫

4、度過高易發(fā)生麥草秸稈的炭化。當2g絕干麥草溶解于60g離子液體中時，最佳處理時間為3h，再延長時間對處理效果（酶解率）的提高不大。離子液體處理后的纖維再生時所采用凝固劑類型對后續(xù)酶解糖化的影響不大。離子液體[BMIM]Cl在循環(huán)回用多次后，仍然對麥草有很好的處理效果，離子液體[BMIMCl]可循環(huán)多次利用。
　　 (3)由光學(xué)顯微鏡及SEM照片可知：堿處理使麥草秸稈結(jié)構(gòu)更加疏松，去除麥草秸稈表面的蠟質(zhì)層，溶出部分木素，離子液體溶

5、解再生后的纖維更細小，直徑只有10μm，再生纖維結(jié)構(gòu)不規(guī)則，纖維表面凹凸不平，纖維比表面積增大。
　　 麥草秸稈經(jīng)過離子液體溶解再生后，纖維素由纖維素Ⅰ轉(zhuǎn)化為纖維素Ⅱ，結(jié)晶度由57％降為38％。離子液體能夠直接溶解麥草秸稈；離子液體與麥草秸稈之間未發(fā)生衍生化反應(yīng)；離子液體處理過程中纖維氫鍵被破壞，再生纖維形成新的氫鍵，其強度較弱；離子液體直接對麥草秸稈的處理增加了纖維表面木素含量。
　　 總體而言，結(jié)晶度的變化，晶型的轉(zhuǎn)