玉米芯残渣的碱性亚硫酸盐预处理及其反应动力学模型

玉米芯提取木糖后残留了大量富含纤维素和木质素的废弃物。针对玉米芯残渣(corncob residues,CCR)中木质素含量高和半纤维素含量很低的特点,采用碱性亚硫酸盐法进行预处理。研究了预处理p H、液固比、温度、亚硫酸盐用量等条件对纤维素保留率、木质素去除率、底物酶解效率以及预处理液中木质素磺酸钠含量的影响规律。结果表明,当亚硫酸钠用量为10%(质量)、氢氧化钠为5%(质量)、液固比为6:1、160℃预处理1 h时,可去除86.1%的木质素、保留82.4%的纤维素,底物的72 h酶解率达85.1%[酶载量为5 FPU·(g葡聚糖)-1],预处理液中木质素磺酸钠的收率为31.5 g·(100 g CCR)-1。为了指导放大试验和工程应用,提出了一个能准确预测底物木质素含量的参数——木质素因子(lignin factor,LF),在此基础上成功建立了脱木质素反应动力学经验公式以及底物酶解效率的预测方程,预测值与实测值误差在10%之内。

加热析出法制备纳米纤维素及其性能

纳米纤维素是一种新型高分子功能材料,具有独特的结构和优异的性能。本文采用加热析出法制备得到纳米纤维素(HNC)的直径为10-100 nm,XRD、FTIR、TG等测试结果表明HNC在制备过程中,纤维素晶体由I型转化为II型,但分子结构未发生变化。通过对纳米纤维素分散液进行压滤制备得到纳米纤维素膜(HNCF),其透光率为89.7%,抗拉强度为84.9 MPa,杨氏模量为4933.6 MPa。并进一步揭示了加热析出法制备纳米纤维素的机理。