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1、小麥秸稈中木質(zhì)素的提取及其降解研究賈會珍2015年01月中圖分類號：O636.2UDC分類號：540小麥秸稈中木質(zhì)素的提取及其降解研究作者姓名賈會珍學(xué)院名稱化工與環(huán)境學(xué)院指導(dǎo)教師李云政研究員答辯委員會主席李增喜教授申請學(xué)位工學(xué)碩士學(xué)科專業(yè)化學(xué)工程與技術(shù)學(xué)位授予單位北京理工大學(xué)論文答辯日期2015年1月18日ExtractionandDegradationofLigninfromWheatStrawCandidateName：JiaHuizhenSchoolorDepartment:ChemicalEngineeringa
2、ndEnvironmentFacultyMentor:Prof.LiYunzhengChair,ThesisCommittee：Prof.LiZengxiDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor：ChemicalEngineeringandTechnologyDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence：Jan18,2015研究成果聲明本人鄭重聲明：所提交的學(xué)位論文是我本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作獲得的研究成果。盡我
3、所知，文中除特別標(biāo)注和致謝的地方外，學(xué)位論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得北京理工大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書所使用過的材料。與我一同工作的合作者對此研究工作所做的任何貢獻(xiàn)均已在學(xué)位論文中作了明確的說明并表示了謝意。特此申明。簽名：日期：2015/01/18摘要隨著石油煤炭資源的日益短缺，尋求新的化石能源的替代品越來越被研究者們所關(guān)注。生物質(zhì)作為可再生資源尤其受到研究者的青睞。如果能將生物秸稈、甘蔗渣、木材廢料等經(jīng)過一定處理降解成可被利用的化工產(chǎn)品，將是可再生能源利用的一項(xiàng)重大突破。小麥秸稈作
4、為產(chǎn)量最大的農(nóng)業(yè)廢棄物之一，其內(nèi)含有豐富的纖維素和木質(zhì)素。為了將來能有效利用小麥秸稈，本文主要研究了高沸醇溶劑法提取小麥秸稈中的木質(zhì)素并將高沸醇木質(zhì)素降解為苯的單環(huán)衍生物。高沸醇溶劑法提取木質(zhì)素所用溶劑為1,4-丁二醇，它的優(yōu)點(diǎn)是溶劑沸點(diǎn)高，飽和蒸汽壓低，對木質(zhì)素的溶解性好。1,4-丁二醇提取木質(zhì)素研究工作在國內(nèi)開展的較多，主要從甘蔗渣，樹木，花生殼，松子殼，大米皮中提取，溫度控制在200℃左右，而溫度過高容易使木質(zhì)素變性。本文提取木質(zhì)素的最佳溫度為120℃，催化劑采用NaOH，大大降低了提取溫度。而且用1,4-丁二醇介
5、質(zhì)在NaOH催化下于高壓釜中提取小麥秸稈中的木質(zhì)素尚屬首例。本文通過分析提取過程中的溫度，時(shí)間，液固比，NaOH用量等因素對木質(zhì)素收率的影響，確定了最佳的提取木質(zhì)素的工藝條件：溫度為120℃，反應(yīng)時(shí)間為3h，液固比為6，NaOH用量為秸稈用量的10%，1,4-丁二醇最佳體積分?jǐn)?shù)為60%。在此工藝條件下，木質(zhì)素的收率達(dá)到73.7%。高沸醇木質(zhì)素的降解采用兩步法，第一步先醇解木質(zhì)素，第二步再氫解木質(zhì)素。醇解可有效斷裂C-O鍵，氫解可進(jìn)一步還原苯環(huán)上的取代基，而采用兩步法可將兩者的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來。木質(zhì)素醇解在50%甲醇溶液中及N
6、aOH催化下進(jìn)行，木質(zhì)素氫解在50%甲醇溶液中及Ni/C的催化下進(jìn)行。此降解方法原料廉價(jià)易得，節(jié)約了成本。醇解過程中木質(zhì)素的降解率最高能達(dá)到72.5%，降解產(chǎn)物的收率最高為50%。而氫解對醇解產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了一定影響。關(guān)鍵詞：木質(zhì)素；小麥秸稈；提取；降解；1,4-丁二醇IAbstractWiththeincreasingshortageofpetrolandcoalresources,researchersaremoreandmoreinterestedinlookingfornewreplacementsforfoss
7、ilresources.Itwillbeagreatbreakthroughoftheusageofrenewableresourcesifbiomassstraw,bagasse,woodsawdust,andsoon,canbedegradedtovaluablechemicalproductsaftersomepretreatment.Thereareprofusecelluloseandlignininwheatstraw,whichisoneofthemostabundantagriculturalwastes
8、.Inordertousewheatstraweffectivelyinthefuture,thisresearchwasfocusedontheoptimizationoftheextractionconditionofligninfromwheatstrawbyhighboilingsolventmethodsa
