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摘 要

木质素是植物体次生代谢工程中合成的一种具有复杂空间网状结构的聚芳基化合物，自然界中仅次于维生素的第二大自然高分子材料，具有广泛的应用前景。相对于传统的碱蒸煮提取法，采用有机溶剂提取木质素可较好地保留木质素的活性基团而受到关注。本文以经过水热法预处理的玉米秸秆残渣（纤维素、半纤维素和木质素的含量分别为：42.8%、30.7%、17.5%）为原料，开展丙酮法提取木质素的研究。分别考察了丙酮浓度、提取时间、提取温度、固液比等反应条件对秸秆残渣中木质素去除率的影响规律。当提取剂中的丙酮溶度为80%，固液比为1:15（质量比），提取温度170 ℃，保温提取时间135 min时，原料中木质素的去除率达到51.48%，半纤维素的降解率为6.54%，纤维素的降解率为8.57%。最后，含有木质素的丙酮提取液按照体积比1:1加入去离子水后，获得棕黑色的丙酮木质素沉淀。以上结果表明以丙酮为提取溶剂，在避免对纤维素产生明显降解作用的情况下从玉米秸秆中提取出木质素具有可行性。

关键词：玉米秸秆 木质素 丙酮 提取

Study on Extraction of lignin from straw residue by acetone

Abstract

Lignin is a synthesis of poly aryl compounds with complex spatial mesh structure in plant secondary metabolic engineering, second natural polymer materials after the vitamin in nature, and has wide application prospect. Compared with the traditional method of alkali extraction, the extraction of lignin with organic solvent, which can retain the active groups of lignin, has attracted much attention. In this paper, the extraction of lignin from acetone (42.8%, 30.7% and 17.5%) was carried out by pretreatment of corn stalk residue (cellulose, hemicellulose and lignin). The influence of reaction conditions such as acetone concentration, extraction time, extraction temperature and solid-liquid ratio on lignin removal rate in straw residue was investigated. When the extraction agent in acetone solubility of 80%, solid-liquid ratio was 1:15 (mass ratio), extraction temperature of 170 DEG C, heat extraction time of 135 min, the removal rate reached 51.48% in the raw material of lignin, hemicellulose degradation rate is 6.54%, the degradation rate of cellulose was 8.57%. Finally, the acetone extract containing lignin was obtained by adding deionized water to the volume ratio 1:1, and then the precipitation of brown black acetone lignin was obtained. The above results showed that the extraction of lignin from corn stalk was carried out by using acetone as the extraction solvent and avoiding the obvious degradation of cellulose.

Keywords: Corn stalk, lignin, acetone, extraction

目录

摘要 I

第一章 文献综述 - 1 -

1.1木质素概述 - 1 -

1.2木质素的有机提取工艺 - 1 -

1.2.1有机溶剂法提取工艺 - 1 -

1.2.2化学法提取工艺 - 2 -

1.5研究目的及意义： - 3 -

第二章 材料与方法 - 4 -

2.1 实验材料、试剂、设备 - 4 -

2.1.1原材料 - 4 -

2.1.2主要试剂 - 4 -

2.1.3实验设备 - 4 -

2.2 实验方法 - 5 -

2.2.1原料的预处理 - 5 -

2.2.2木质素的提取 - 5 -

2.3 分析方法 - 5 -

2.3.1木质素、半纤维素及纤维素的检测 - 5 -

2.3.2可溶性糖及降解产物的检测 - 6 -

第三章 结果与讨论 - 7 -

3.1丙酮法提取木质素 - 7 -

3.1.1 丙酮浓度溶度对木质素提取性能的影响 - 7 -

3.1.2 不同反应时间对提取木质素的影响 - 9 -

3.1.3 不同反应温度对提取木质素的影响 - 11 -

3.1.3 不同固液比对木质素去除率的影响 - 13 -

3.2木质素的分离 - 14 -

第四章 结论与展望 - 16 -

4.1 结论 - 16 -

4.2展望 - 16 -

参考文献 - 17 -

致谢 - 19 -

第一章 文献综述

1.1木质素概述

木质素是植物体次生代谢工程中合成的一种具有复杂空间网状结构的聚芳基化合物，木质素是由对香豆醇、松柏醇、5-羟基松柏醇、芥子醇四种醇单体形成的一种复杂聚合物^[1]，自然界中仅次于纤维素的第二大天然高分子材料。木质素结构中存在多种官能团，如甲氧基（-OCH₃)，羧基（-OH），羰基（-CO)等，它们在木质素中的含量除了与木质素种类有关外，还与木质素的提取方法有关 ^[2]。目前，国内外已经开发的木质素产品达千余种，主要有合成树脂、胶黏剂、土壤改良剂、农药缓释剂、橡胶补强剂、染料分散剂、水泥减水剂、自由基清除剂等，因此木质素在化学化工生产中具有重要的应用价值^[2]。

1.2木质素的有机提取工艺

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