玉米芯作為典型的農(nóng)業(yè)廢棄物,具有價(jià)格低廉、天然可再生、儲(chǔ)量豐富等優(yōu)點(diǎn),被認(rèn)為是替代化石資源生產(chǎn)生物燃料及高附加值化學(xué)品的優(yōu)良選擇。玉米芯主要化學(xué)成分為纖維素、半纖維素和木質(zhì)素,其中半纖維素含量相對(duì)于其他秸稈較高,也是制備半纖維素衍生產(chǎn)品如功能糖的最佳原料。但由于纖維素的強(qiáng)氫鍵作用、高聚合度和高結(jié)晶度,木質(zhì)素的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及其與半纖維素形成的木質(zhì)素—半纖維素復(fù)合體,這些復(fù)雜的結(jié)構(gòu)造成玉米芯不易水解。因此需要通過預(yù)處理突破其天然屏障,實(shí)現(xiàn)玉米芯全組分的高效利用。本研究以玉米芯為原料,采用不同的高效預(yù)處理方法,制備高附加值的半纖維素衍生糖,實(shí)現(xiàn)預(yù)處理過程中半纖維素的定向解聚,具體研究?jī)?nèi)容如下:（1）以玉米芯為原料,采用微量堿調(diào)控結(jié)合微波輔助水熱預(yù)處理方法,制備了半纖維素衍生糖,考察NaOH濃度和水熱預(yù)處理的強(qiáng)度系數(shù)（SF）對(duì)水解液產(chǎn)物分布和固體殘?jiān)煞值挠绊�。通過SEM、XRD手段對(duì)殘?jiān)睦砘再|(zhì)進(jìn)行表征。研究結(jié)果表明,NaOH和SF對(duì)水解液中產(chǎn)物分布以及半纖維素衍生糖得率具有顯著影響。隨SF增大,半纖維素總?cè)艹隽吭黾?通過微量NaOH調(diào)控預(yù)處理過程中體系的pH值,可改變?nèi)艹霭肜w維素衍生糖的... 

【文章來源】：華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：96 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

木質(zhì)纖維生物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與化學(xué)組成

圖 1-2 組成半纖維素的單糖Fig. 1-2 The monosaccharides in hemicelluloses.由于高分支度、低聚合度（100-200）和非結(jié)晶的聚集態(tài)，半纖維素的化學(xué)和熱性往往低于纖維素，其部分水解后生成的聚糖、低聚糖在包裝膜、涂料、醫(yī)藥和化等領(lǐng)域皆有重要應(yīng)用[15]，其完全水解產(chǎn)物單糖（木糖、阿拉伯糖等）可通過化學(xué)法生物法轉(zhuǎn)化為其他重要的能源和高附加值平臺(tái)化合物，如糠醛、木糖醇等[16]。.3 木質(zhì)纖維預(yù)處理在植物細(xì)胞壁內(nèi)，纖維素作為骨架提供細(xì)胞壁的強(qiáng)度，半纖維素以氫鍵結(jié)合在微維表面，提供強(qiáng)度并增強(qiáng)兩者的連接，木質(zhì)素填充細(xì)胞壁中的剩余空間并加強(qiáng)了機(jī)持作用。同時(shí)，木質(zhì)素與半纖維素通過化學(xué)鍵（苯芐—醚鍵、苯芐—酯鍵、苯芐配等）連接形成 LHC 復(fù)合體。這種獨(dú)特的組合導(dǎo)致木質(zhì)纖維生物質(zhì)對(duì)物理、生物和降解表現(xiàn)出較高的抗性[17]。因此，生物質(zhì)精煉過程中需要對(duì)木質(zhì)纖維進(jìn)行預(yù)處理以植物細(xì)胞壁，有利于主要組分間的連接斷裂[18]，預(yù)處理過程是木質(zhì)纖維生物質(zhì)精煉

圖 1-3 木質(zhì)纖維生物質(zhì)利用過程[19]Fig.1-3 Schematic diagram showing utilization of lignocellulose biomass[19].理預(yù)處理的物理預(yù)處理主要有球磨、超聲波和微波預(yù)處理等。球磨預(yù)處理主要通過料的尺寸以增加其接觸面積，并降低纖維素結(jié)晶度，使碳水化合物更多地解中。但由于其能耗較高，往往需要與其他預(yù)處理方法結(jié)合使用。鄧等 草酸與1 g玉米芯混合球磨 60 min 后，于130oC 微波中進(jìn)行 30 min 水熱反的木聚糖類半纖維素衍生糖得率為 86.10%，絕大部分半纖維素從玉米芯作為單體和水溶性聚糖進(jìn)入水解液，實(shí)現(xiàn)了緩和條件下木聚糖類衍生糖的聲波預(yù)處理采用超聲波輻射以分解木質(zhì)纖維細(xì)胞壁中復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。因聲波而產(chǎn)生的氣穴滲入多糖并破壞三大組分之間的連接，從而更好地促進(jìn)，利用超聲波預(yù)處理溶解的桉木硫酸鹽漿可以增強(qiáng)纖維素?zé)o定形區(qū)的酸-FeCl3為催化劑）。經(jīng) 300 W 超聲波預(yù)處理 20 min 后的樣品，其酸水解后

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]蔗渣制備低聚木糖的有機(jī)酸預(yù)處理?xiàng)l件研究[J]. 陳海珊,李濤濤,周玉恒,蔡愛華,覃香香.  廣西植物. 2014(04)
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博士論文
[1]高透明紙的制備及其在電子器件中的應(yīng)用[D]. 方志強(qiáng).華南理工大學(xué) 2014
[2]生物質(zhì)木質(zhì)素結(jié)構(gòu)解析及其預(yù)處理解離機(jī)制研究[D]. 文甲龍.北京林業(yè)大學(xué) 2014

碩士論文
[1]木質(zhì)纖維原料醋酸催化制取低聚木糖及其纖維素酶水解[D]. 張紅玉.南京林業(yè)大學(xué) 2017
[2]玉米芯兩步法高效制備糠醛的研究[D]. 鄧奧杰.華南理工大學(xué) 2016



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