皇竹草预处理制备新型再生纤维素膜
本文探讨了以农林废弃物——皇竹草茎杆为原料，采用蒸汽爆破和乙醇萃取相结合提取出皇竹草纤维素，并用“绿色溶剂”——离子液体溶解、再生制备出再生纤维素膜的技术路线。与传统溶解浆生产工艺相比，本课题无酸碱处理程序，因此更加清洁、环保，同时可得到半纤维素和木质素等一系列副产品，不失为一种秸秆生物质全利用的好方法。
虽然以纤维素作为主要目的产物，但综合考虑到纤维质原料中另外两种主要组分——半纤维素和木质素的回收与利用以及工业化应用等问题，本课题选择了清洁、高效的蒸汽爆破预处理方式，首先使皇竹草中的半纤维素降解为可溶性糖并水洗回收；其次，水洗残渣采用乙醇处理后过滤分离得到粗浆和木质素乙醇溶液两部分。木质素乙醇溶液可通过减压蒸馏回收乙醇和高活性木质素，粗浆经筛分、漂白制备出纤维素。实验确定了蒸汽爆破和乙醇萃取过程的最适条件，此条件下不仅最大程度回收了半纤维素和木质素，同时使分离到的纤维素适于制备再生纤维素材料。
为实现清洁、环保的工艺宗旨，实验选择离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯代盐([bmim]Cl)作溶剂，水作为凝固浴再生制备纤维素膜。实验研究了纤维素在离子液体中的溶解与再生特性并初步阐明机理。测试结果说明，所制备的再生纤维素膜具有较高的物理机械性能和良好的纯水渗透与液体分离能力，适合作透析材料使用。实验表明，皇竹草是一种较好的制浆原料，同时离子液体可以作为制备再生纤维素材料时的良溶剂使用。
对实验中筛分到的短纤维和杂细胞进行了酶解的研究。结果表明，汽爆后由于皇竹草结构变疏松，可及度增加，酶解得糖率较未汽爆前有所增加；经乙醇萃取脱木质素后，半纤维素和木质素的无效吸附消失，纤维素与酶的接触大大增加，使酶解得糖率进一步得到显著提升。
皇竹草;蒸汽爆破;乙醇制浆;再生纤维素膜;离子液体;秸秆;生物质利用
北京化工大学
硕士
生物化工
马润宇
2006
中文
TQ352
63
2006-11-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）