论文总字数：15168字

摘 要

本课题以秸秆为原料，对木质素提取方法进行研究，包括：酸析法、甲酸乙酸水体系抽提法、高沸醇法、环氧乙烷法等，得到高沸醇法为最佳的木质素提取工艺。并通过单因素实验对高沸醇法提取木质素的各个工艺条件：温度、液固比、蒸煮时间等进行研究,结果表明木质素提取的最优条件为：温度215 ℃，液固比11:1，蒸煮时间4.2 h，在此条件下木质素的提取率为32.06%。高沸醇法提取木质素与传统方法相比具有无污染、试剂循环使用、资源回收利用等优点。使用高沸醇法提取木质素可以克服传统方法的溶剂耗费成本高、资源浪费、污染环境等缺点，从而解决秸秆堆积问题并实现资源循环利用、增加经济效益。

关键词：木质素 高沸醇法 提取

Green Technology of Straw Lignin Extraction

ABSTRACT

In this paper, straw was used as raw material; lignin extraction methods such as acid precipitation method, formic acid water system extraction method, HBS law, ethylene oxide method, was studied; we found that HBS law was the best method of lignin. In addition, by univariate analysis of experimental methods, we researched variables like temperature, solid to liquid ratio, time on lignin extraction rate; The result showed that the optimal conditions for the extraction of lignin was temperature 215 ℃, liquid to solid ratio of 11: 1, cooking time 4.2 h; Under these conditions, the lignin extraction rate was 32.06 %. Compared with traditional methods, this method had qualities like no pollution, reagent for recycling, full use of resources and so on.igh lignin extraction method. HBS law can overcome the traditional methods of costly solvents, waste of resources, environmental pollution and other shortcomings, so as to solve the problem of straw stacked and recycling of resources, increase economic efficiency.

Key Words: lignin; HBS law; extraction

目 录

摘 要 Ⅰ

ABSTRACT Ⅱ

第一章 文献综述 1

1.1 前言 1

1.2 木质素的提取方法 2

1.2.1 酸析法 2

1.2.2 离子液体法 2

1.2.3 生物法 3

1.2.4 高沸醇溶剂法 3

1.2.5 甲酸、乙酸、水体系抽提法 4

1.2.6 环氧乙烷法 4

1.3 本课题的研究目的及意义 5

第二章 实验材料与方法 6

2.1 材料与仪器 6

2.1.1 实验材料 6

2.1.2 实验试剂 6

2.1.3 实验仪器 6

2.2 主要研究内容 7

2.3 实验方法 7

2.3.1 样品的预处理 7

2.3.2 酸析法提取木质素 7

2.3.3 甲酸、乙酸、水体系抽提法提取木质素 8

2.3.4 高沸醇法提取木质素 8

2.3.5 环氧乙烷法提取木质素 8

2.4 定量分析方法 8

2.4.1 木质素含量测定 8

2.4.2 木质素提取率的计算 9

第三章 实验结果与讨论 10

3.1 提取木质素方法的选择 10

3.2 高沸醇法提取木质素条件优化 11

3.2.1 反应温度对高沸醇法提取木质素的影响 11

3.2.2 反应液固比对高沸醇法提取木质素的影响 12

3.2.3 蒸煮时间对高沸醇法提取木质素的影响 13

第四章 结论与展望 15

4.1 结论 15

4.2 展望 15

参考文献 17

致 谢 20

第一章 文献综述

1.1 前言

当下，化石能源的日益枯竭，人类急需寻找新的能源替代物。秸秆普遍存在于广袤土地以及工业农业生产中，秸秆由以下几个物质组成：木质素、纤维素以及半纤维素。中国是农业大国，秸秆作为最大的农业废弃物其含有大量的木质素，木质素在生物圈的总量仅次于半纤维素及半纤维素，生物圈中有三百亿吨木质素，并且再生的速率为二百亿每年。当今世界经济快速发展、能源危机日益严重，秸秆在解决能源危机方面具有很大的潜力^[1]，因此对于木质素的研究已经成为当下的研究热点。

木质素是一种天然的高分子化合物，是在苯丙烷单元的基础上由醚键(-O-)及碳-碳键(C—C)连接形成。木质素组成单元苯丙烷的结构主要存在三种形式：愈创木基、紫丁香基、对羟苯基。木质素的分子结构中存在着酚羟基和醇羟基等活性基团，可以进行氧化、磺化、胺化反应、接枝共聚、烷基化、缩合等化学反应。由于木质素分子中存在较多的羟基，此外在分子之间以及分子中都具有很强的氢键作用，因此天然的木质素一般不溶解于任何溶剂。然而，木质素在分离过程中发生了缩聚和降解并且物理性质会发生改变，从而使得木质素分为可溶解部分和不可溶解部分。此外，存在酚羟基和羰基的木质素分子可以溶解在碱溶液中导致木质素从秸秆中分离出来。

木质素为高分子化合物，并且是自然界中唯一能够提供可再生芳香基类化合物的可再生资源^[2]。由于木质素的来源具有稳定性和持续性，故木质素及其衍生物可以广泛用于农林业、石油工业以及化学工业等。由于木质素具有被微生物降解的特性，故可以通过改性制备成氮肥及磷肥改性剂、复合肥、螯合微肥、控释肥、改土肥等肥料；由于木质素的网状结构具有缓释作用^[3]、木质素的磺酸盐具有润湿、降低表面张力作用^[4]，故可以应用于农药缓释剂以及农药添加剂；由于木质素中含有动物生长发育所需要的必须营养物质，故可以作为动物的饲料添加剂^[5]；此外，木质素在农业中还可以被用于植物生长调节剂、植物杀菌防腐剂、地膜、土地改良剂等。由于木质素的含碳量为70%-80%，故木质素中含有较高的热能，可以通过裂解木质素制备液体燃料以代替石油，并且可以作为石油回收助剂^[6]。此外，通过对木质素的改性可将其作为沥青乳化剂、分散剂以及吸附剂。

1.2 木质素的提取方法

木质素有很多种提取方法有很多种，我们就以其中最常见的酸析法、离子液体法、生物法、高沸醇法、甲酸乙酸水体系抽提法以及环氧乙烷法等工艺进行讨论。

1.2.1 酸析法

请支付后下载全文，论文总字数：15168字