论文总字数：19266字

摘 要

随着矿物燃料的日益枯竭，积极寻找开发利用可再生资源已经成为迫在眉睫的事情，包括林木、农作物秸秆在内的纤维素原料是地球上产量最大的可再生资源，实现木质纤维素原料的组分分离，探寻合适的溶解反应体系，具有非常重要的意义。本课题采用酸/醇处理结合碱处理的方法实现木质纤维素三组分的分离，先用乙酸/乙醇溶液去除秸秆中的木质素并回收，随后用氢氧化钠溶液分离纤维素和半纤维素并分别分离提纯。纤维素，半纤维素，木质素的回收率分别为76.2 %，58.5%，75.4%。随后考察了了常规解热和微波加热方式下氯化锌溶液溶解纤维素的条件。结果表明，微波加热的效果明显优于常规加热，在功率500 w，反应30 min，温度为60 ℃条件下，纤维素的溶解率达到56.3%。

关键词：纤维素 溶解 微波 条件优化

Optimization of microwave assisted dissolution of cellulose

Abstract

With the increasing depletion of fossil fuels, and actively look for development and utilization of renewable resources has become an urgent matter, including trees, crops straw, cellulose raw material is on earth the maximum yield of renewable resources, so as to realize the separation of lignocellulosic materials, explore suitable dissolution reaction system, has very important significance. Acid / alcohol treatment with alkali treatment method of lignocellulose to achieve separation of three components by the subject, first with acetic acid / ethanol solution removal of lignin in straw and recycling, then using sodium hydroxide solution separation of cellulose and hemicellulose and separation and purification. The recovery rate of cellulose, hemicellulose and lignin were 76.2%, 58.5%, 75.4%, respectively. The effects of conventional antipyretic and microwave heating method under the condition of zinc chloride solution for dissolving cellulose. The results showed that the effect of microwave heating was obviously better than that of conventional heating, in the power of 500 W, reaction 30 min, the temperature was 60 degrees Celsius, the dissolution rate of cellulose reached 5.63%.

Key Words: cellulose; dissolution; microwave condition; optimization

目 录

摘 要

Abstract

第一章 文献综述 1

1.1 纤维素的简介 1

1.2木质素的简介 1

1.3半纤维素的简介 1

1.4纤维素的溶解 2

1.4.1纤维素溶解的介绍 2

1.4.2纤维素溶解的特点 2

1.4.3纤维素的提取技术 2

1.4.4三组分的分离 3

1.4.5氯化锌溶液催化溶解纤维素 3

1.4.7氯化锌溶液溶解纤维素传统加热方法的不足 4

1.5 微波辅助提取纤维素 4

1.5.1 微波的简介 4

1.5.2微波的热效应 5

1.5.3微波辅助提取纤维素 5

1.6 本课题的研究目的和意义 5

第二章 秸秆三组分的分离 7

2.1实验材料与仪器 7

2.1.1实验原材料 7

2.1.2主要实验试剂 7

2.1.3主要实验仪器 7

2.2实验方法 8

2.2.1纤维素测定方法以及纯度的计算 8

2.2.2半纤维素测定方法以及脱除率回收率的计算 9

2.2.3木质素的测定方法以及脱除率回收率的计算 9

2.2.4木质素的脱除与回收工艺参数的选择 10

2.2.5木质素的脱除与回收 10

2.2.6半纤维素脱除工艺参数的选择 10

2.2.7半纤维素的回收工艺参数的选择 11

2.2.8半纤维素的脱除与回收 11

2.2.9纤维素提纯工艺的选择 12

2.2.10纤维素的提纯 12

2.2.11乙醇溶剂的回收 12

2.3 实验结果与分析 12

2.3.1木质素的脱除工艺参数实验结果 12

2.3.2半纤维素脱除工艺参数的选择实验结果 13

2.3.3半纤维素的回收工艺的选择 14

2.3.4纤维素提纯工艺参数实验结果： 15

2.4本章小结 17

第三章 微波辅助纤维素溶解的条件优化 18

3.1实验材料与仪器 18

3.1.1实验原材料 18

3.1.2主要实验试剂 18

3.1.3主要实验仪器 18

3.2实验方法 18

3.2.1氯化锌溶液的制备 18

3.2.2氯化锌溶液溶解纤维素工艺参数的选择 18

3.2.3氯化锌溶液溶解纤维素 19

3.2.4微波辅助溶解纤维素工艺参数的选择 19

3.2.5微波辅助溶解纤维素 19

3.3 实验结果与分析 19

3.2.1氯化锌溶液溶解纤维素工艺参数的选择实验结果： 19

3.2.2微波辅助溶解工艺参数的选择实验结果： 20

3.4本章小结 21

第四章 结论与展望 21

4.1结论 23

4.2展望 23

参考文献 24

致谢 27

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