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《玉米秸稈論文：多酸催化木質(zhì)纖維素水解實驗研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在學術論文-天天文庫。
1、玉米秸稈論文：多酸催化木質(zhì)纖維素水解實驗研究【中文摘要】利用分布廣泛而廉價的木質(zhì)纖維素原料玉米秸稈代替糧食生產(chǎn)生物質(zhì)燃料,不僅是生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)化過程中研究的熱點,而且具有廣闊的市場前景,對我國經(jīng)濟發(fā)展也具有重大意義。本文從玉米秸稈出發(fā),首先對其預處理分離得到纖維素,然后圍繞負載型多酸和非負載型多酸／鹽水解纖維素得到葡萄糖進行研究,采用紅外光譜、X射線衍射、掃描電鏡和高效液相色譜(HPLC)等技術手段對催化劑和產(chǎn)物進行表征。主要結(jié)果如下：(1)針對木質(zhì)素和半纖維素緊密包裹纖維素的結(jié)構(gòu)特點,直接水解玉米秸稈效果不
2、理想的問題,本文采用甲酸在一定條件下對玉米秸稈進行預處理。結(jié)果表明：使用88%的甲酸預處理4h,可成功將纖維素從玉米秸稈中分離出來,為進一步研究纖維素水解打下基礎。(2)選用不同的載體負載Keggin結(jié)構(gòu)磷鎢酸(H3PW12040),制備出H3PW12040/SBA-15、H3PW12040/Si02和H3PW12040/A1203催化劑且對其進行表征,然后探討三種催化劑水解纖維素的反應性能。高效液相色譜測定水解液中葡萄糖、果糖、甲酸、乙酰丙酸及5-羥甲基糠醛(5-HMF)的含量。結(jié)果表明相同條件下H3PW
3、12040/SBA-15水解纖維素效果最好。優(yōu)選的實驗條件為反應溫度170℃,反應時間40h,此條件下該催化劑的水解效率、葡萄糖選擇性以及產(chǎn)率最高,其值分別為11.66%、48.25%和5.62%。(3)水熱條件下對H3PW12040、H4SiW12040、酸化TBA-y-SiW10、H6P2W18O60和TBA-y-SiW,o水解纖維素的反應性能進行了初步研究?？疾炝朔磻獣r間、溫度、催化劑用量對反應性能的影響。結(jié)果表明,催化劑為H4SiW12040纖維素水解效率最高。優(yōu)選反應條件為溫度180℃,時間25h
4、,催化劑用量0.05g。該條件下纖維素的轉(zhuǎn)化率達26.52%,葡萄糖的選擇性和產(chǎn)率分別為55.97%和14.85%。【英文摘要】Widespreaduseoflignocellulosesrawmaterialsandcheapcornstalkbiomassfuelsinsteadoffoodproduction,isnotonlytheresearchfocusontheprocessofbiomassconversion,butalsohasgreatsignificanceandbroadmarke
5、tprospectsfortheeconomicdevelopmentofourcountry.Inthispaper,thecellulosewasobtainedfirstlythroughthepretreatmentofthecornstalk,andthencellulosehydrolysishasbeenstudiesusingHPAcatalystastogetglucose.Thecatalystandas-obtainedproduceswerecharacterizedbyXRD,FT
6、IR,SEMandHPLCtechniques.Themainresultsaresummarizedasfollows:Asthecellulosearetightlyencapsulatedbyligninandhemicellulose,theeffectofdirecthydrolysisisnotverysatisfactory.Thereforce,thepretreatmentofcornstalkwasdealwithformicacidinourexperiment.Theresultss
7、howedthat:thehemicellulosewashydrolyzedquickly,mostoftheligninwasdissolvedinthesolution,andthecellulose,hemicelluloseandligninwereextractedformthecornstalk.SolidacidcatalystswerepreparedH3PW12O40/SBA-15,H3PW12O40/SiO2H3andH3PW12O40/Al2O3.Thehydrolysisofcel
8、luloseovervariouscatalystswasinvestigatedinordertoobtainglucose.Asshowninourstudy,themainproductsofcellulosehydrolysisoverthesecatalystsareglucose,fructoseformicacid,levulinateand5-hydroxymethylfurfural(5-HMF
