_Bmim_Cl离子液体中微波辐_省略_加热促进稻草秸秆酸水解制备还原

　第６

２卷　第Ｓ２期　　化　　　工　　　学　　　报　　　　　　　　Ｖｏｌ．６２　Ｎｏ．Ｓ２　２０１１年１２月　　ＣＩＥＳＣ　Ｊｏｕｒｎａｌ　　Ｄｅｃｅｍｂｅｒ　２０１１檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭檭殐

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殐研究论文［Ｂｍｉｍ］Ｃｌ离子液体中微波辐射加热促进　稻草秸秆酸水解制备还原糖杨明妮，柴连周，张桂琴，毕先钧（云南师范大学化学化工学院，云南昆明６５００９２）摘要：以［Ｂｍｉｍ］Ｃｌ离子液体为介质，研究了微波辐射加热对硫酸催化稻草秸秆水解的促进作用，并对水解产物中的还原糖进行了测定。着重考察了［Ｂｍｉｍ］Ｃｌ离子液体用量、硫酸浓度、反应温度和反应时间等因素对还原糖收率的影响，并采用正交试验法对微波辐射下稻草酸水解条件进行了优化。结果表明，在［Ｂｍｉｍ］Ｃｌ离子液体介质中，用微波辐射加热促进稻草酸水解制备还原糖的最佳条件是：［Ｂｍｉｍ］Ｃｌ用量１０．０ｍｌ，硫酸浓度１０．０％，微波加热温度８５℃，反应时间６０ｍｉｎ。在此条件下还原糖的收率可达到２３．２２％，而常规酸水解得到的还原糖收率仅为１８．７４％。通过显微镜和红外光谱对水解残余物与稻草原料进行分析后发现：水解后的稻草残渣变细、变薄，并且与稻草原料的结构基本一致，保留了较好的纤维素特征。关键词：微波；［Ｂｍｉｍ］Ｃｌ；离子液体；稻草秸秆；还原糖ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．０４３８－１１５７．２０１１．ｚ２．０１５中图分类号：ＴＱ　０２８．８　　　　　　文献标志码：Ａ文章编号：０４３８－１１５７（２０１１）Ｓ２－０９０－０７Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ　ｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ　ｐｒｏｍｏｔｉｎｇ　ａｃｉｄ　ｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｓｔｒａｗ　ｐｏｌｅｉｎｔｏ　ｒｅｄｕｃｉｎｇ　ｓｕｇａｒ　ｉｎ　ｉｏｎｉｃ　ｌｉｑｕｉｄ［Ｂｍｉｍ］ＣｌＹＡＮＧ　Ｍｉｎｇｎｉ，ＣＨＡＩ　Ｌｉａｎｚｈｏｕ，ＺＨＡＮＧ　Ｇｕｉｑｉｎ，ＢＩ　Ｘｉａｎｊｕｎ（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ　ａｎｄ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｙｕｎｎａｎ　Ｎｏｒｍａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｋｕｎｍｉｎｇ６５００９２，Ｙｕｎｎａｎ，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈ［Ｂｍｉｍ］Ｃｌ　ａｓ　ｒｅａｃｔｉｖｅ　ｍｅｄｉｕｍ，ｔｈｅ　ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ｓｕｌｆｕｒｉｃ　ａｃｉｄ　ｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓ　ｐ

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ａｇｏｏｄ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆ　

ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ．Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｍｉｃｒｏｗａｖｅ；［Ｂｍｉｍ］Ｃｌ；ｉｏｎｉｃ　ｌｉｑｕｉｄ；ｓｔｒａｗ　ｐｏｌｅ；ｒｅｄｕｃｉｎｇ　ｓｕｇａｒ　　２０１１－１１－０１收到初稿，２０１１－１１－３０收到修改稿。联系人：毕先钧。第一作者：杨明妮（１９８１—），女，硕士研究生。

基金项目：国家自然科学基金项目（２０６６３００７）。　　　Ｒｅｃｅｉｖｅｄ　ｄａｔｅ：２０１１－１１－０１．Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ　ａｕｔｈｏｒ：ＢＩ　Ｘｉａｎｊｕｎ，ｂｉｘｊ１５９＠ｙａｈｏｏ．ｃｏｍ．ｃｎＦｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ｉｔｅｍ：ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ　ｂｙ　ｔｈｅ　Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｎａｔｕｒａｌ　ＳｃｉｅｎｃｅＦｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｃｈｉｎａ（２０６６３００７）．　

引　言

目前对木质纤维素类研究得较多的是高粱秸秆、玉米秸秆等，因为这些作物秸秆含有部分淀粉、大量纤维素和半纤维素及含量较低的木质素，处理后容易发酵生产燃料乙醇。水稻秸秆相对这些作物而言，木质素、硅、灰分含量高，纤维素和半纤维素所占比例小，再加上秸秆纤维素具有较高的结晶度，从而使水稻秸秆难以降解，因此，对稻草进行预处理，破坏其复杂结构，使纤维素、半纤维素、木质素分离具有重要意义。对稻草进行预处理的方法主要有蒸汽爆破法［１］、酸水解法［２］、酶水解法［３］和超声波预处理法［４］等，其中传统的酸预处理法是最常用的方法，即在高温高压下用超低酸

（０．５％Ｈ

２ＳＯ４）处理稻草，酸水解半纤维素制备

还原糖或去除木质素减少发酵抑制物的产生，再用酶法转化还原糖［２］。但此方法对设备要求高，需要在高温高压下进行，资源浪费较高，而且酶法所用纤维素酶存在活性低、成本高、回收利用难、生产周期长等问题［５－６］，目前工艺尚未成熟。

微波技术具有加热速度快、加热均匀、操作方便、环境友好等优点，所以微波加热技术被应用于稻草的酸水解过程中。研究结果表明，微波辐射加热能够改变植物纤维素的超分子结构，使纤维素结晶区尺寸发生变化，可以部分降解木质素和半纤维素，从而增加其可及度，提高植物纤维素的水解效率［７］。 …… 此处隐藏：12118字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……