随着化石资源的短缺和能源需求的增加,利用可再生的木质生物质为原料制备生物基材料、能源以及化学品的研究日渐受到研究者们的关注。纤维素作为世界上最丰富的可再生资源，是一种有前途的材料，它具有可食性、生物相容性、阻隔性、美观、无毒、无污染和低成本等优点。由于自然界中木质素与纤维素、半纤维素等往往相互连接，形成木质素-碳水化合物复合体，其结合方式和程度对其应用影响较大。所以对木质生物质进行处理,分离其中的木质素组分和纤维素组分并对各个组分充分利用是实现木质生物质高效利用的关键。传统使用的离子溶液可以有效的破坏木质素的结构从而进行分离，其是由阴阳离子组成的在室温或者室温附件下为液体的一种溶剂。虽然离子液体有着优异的物化性质，如低的蒸气压、不燃性、高的稳定性、宽的液相窗口以及对有机无机物质的优良溶解能力，但是离子液体的价格以及毒性大大地限制了其在工业上的应用。而低共熔溶剂与离子液体有着相似的物理和化学性质，是一种新兴的绿色溶剂。低共熔溶剂通常是由一定化学计量比的季铵盐和氢键给体( 如酰胺、羧酸和多元醇等化合物) 组合而成的，并且可以通过选择合适的组成和配比来调节其性能，达到不同的目的。低共熔混合物因为它们易于合成、稳定、成本低有竞争力，而且通常大多数都是环保的。因此采用绿色环保的低共熔溶剂来提取木质素，提高纤维素的利用效率具有十分重要的意义。在本实验中初步探究并阐明了不同低共熔溶剂的结构和性质对木质素的提取率，初步揭示了预处理过程的作用机理并为选取高效处理木质素的低共熔溶剂提供理论设计依据。同时在工业实践上，为有效提取木质素-碳水化合物复合体中高附加值的木质素，以及纤维素的综合利用提供了很好的途径。

2. 研究的基本内容与方案

研究内容：首先对甘蔗渣进行除杂、出色、烘干，再研磨成粉。测定出蔗渣粉中纤维素及木质素的含量。再通过查找文献资料选取提取效率较好的低共熔溶剂与蔗渣粉进行反应从而提取出木质素，将反应后的溶液部分进行离心、烘干、称重，从而比较不同的低共熔溶剂对木质素的提取率。

实验步骤：（1）将甘蔗块进行榨汁、清洗、浸泡、然后放进烘箱烘干。将烘干好的甘蔗块用捣碎机反复捣碎成蔗渣粉，将其放入冰箱保存；（2）纤维素的测定：通过硫酸与重铬酸钾氧化法测定出蔗渣粉中纤维素的含量并进行计算；（3）木质素的测定：通过醋酸分离与硫酸水解法测定出蔗渣粉中木质素的含量并进行计算；（4）制备不同的低共熔溶剂与蔗渣粉进行反应，并将剩下的溶液部分离心烘干后进行红外光谱分析判断蔗渣粉中木质素的提取情况；（5）比较不同低共熔溶剂对木质素的提取效果并进行分析。

通过对蔗渣粉进行处理提取出木质素，从而分离出其中的木质素组分和纤维素组分并对各个组分充分利用，拓展其在各领域的应用，是实现木质生物质高效利用的关键。

(1) Baek C, Hanif Z, Cho S-W, Kim D-I, Um SH. Shape Control of Cellulose Nanocrystals via Compositional AcidHydrolysis[J]. Journal of Biomedical Nanotechnology, 2013, 9: 1293-1298.

(2) Y Hu, N Abidi. Distinct Chiral NematicSelf-Assembling Behavior Caused by Different Size-Unified CelluloseNanocrystals via a Multistage Separation[J]. Langmuir, 2016, 32: 9863#8722;9872.