互花米草中温厌氧发酵木质纤维结构的变化

采用扫描电子显微镜(SEM)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)和X射线衍射(XRD)对互花米草中温(35℃) 厌氧发酵前后木质纤维结构的变化进行了对比分析。结果表明,互花米草茎秆的生物降解主要发生在维管束组织部位, 而薄壁细胞是一种生物难降解组织;发酵60 d后互花米草木质素的相对含量升高,木质素官能团所对应的FTIR光谱的特征峰的峰强与其纤维素和半纤维素所对应的特征峰的峰强的比值是发酵前的2倍以上;厌氧发酵使互花米草的结晶度有所降低,由发酵前的0.510降到了0.479。总之,木质素对纤维素和半纤维素的包裹作用,以及纤维素的结晶结构是影响互花米草厌氧生物转化的主要因素。

木质纤维结构对木塑复合材料力学性能的影响

木塑复合材料(WPC)具有优异的尺寸稳定性、耐腐性和力学性能等,应用前景广阔。木质纤维结构中表面化学极性、化学组成和纤维形态等对WPC的力学性能具有重要的影响。文章综述碱处理、接枝改性、偶联剂改性、酯化改性等化学方法,热处理、蒸汽爆破等物理方法和生物方法处理木质纤维,并分析WPC的力学性能,以期从木质纤维结构的角度探讨影响WPC力学性能的因素,为制备高性能WPC提供基础。指出未来应加强研究低能耗、易操作、高效率的木质纤维预处理方法,以降低木质纤维增强聚合物复合材料的制备成本。

碱处理对互花米草理化特性的影响研究

研究了5%的NaOH溶液固态处理互花米草后,互花米草的物质结构、物质组成以及水浸提液理化特性的变化.结果表明,经5%的NaOH溶液处理48h后,互花米草的木质纤维结构受到破坏,木质素大分子被碎片化,一些含氮的有机物和碳水化合物受到破坏,导致互花米草水浸提液的COD、TN和有机氮含量大幅增加,分别增加了333.90%、45.26%和25.83倍.对纤维素含量和纤维素结晶度的影响不大,但纤维素的结晶区可能发生了一定的重结晶.半纤维素受到较大程度的破坏,半纤维素含量大幅降低了27.65%,产生了一些羧基类物质.碱处理后,木质素的包裹作用被去除,互花米草的生物降解性能提高.

氨真空预处理对互花米草厌氧发酵特性的影响

为解决木质纤维结构对互花米草厌氧发酵过程的抑制作用,提出了氨真空预处理的方法。在氨水体积分数为10%,真空度分别为0.03 MPa和0.06 MPa的条件下对互花米草进行预处理,然后在35℃,挥发性固体(VS)质量分数为6%的条件下对预处理后的原料进行批量厌氧发酵试验。FTIR、UV和XRD分析结果表明,该预处理方法可以有效促进木质素和纤维素无定型区的降解。批量发酵试验结果表明,在36 d的发酵时间内,真空度为0.06MPa和0 03 MPa处理组的累积产气量分别达到了 136.3 mL/gVS和110.1 mL/gVS,比对照组的99.5 mL/gVS分别提高了36%和11%。VFAs分析结果表明,该处理方法可以提高互花米草的水解产酸速度,从而提高发酵液中VFAs的浓度。

碱后处理对互花米草沼渣理化特性的影响研究

以互花米草厌氧发酵后的沼渣为原料,采用紫外扫描、FTIR、XRD、1H-NMR、13C-NMR和其他一些常规分析手段研究了5%NaOH溶液固态处理前后,互花米草沼渣的物质结构、物质组成以及水浸提液理化特性的变化.结果表明,经5%的NaOH溶液处理48 h后,互花米草沼渣的骨架结构并未受到破坏,只是某些官能团的结构受到破坏;碱处理后,互花米草沼渣中木质素碎片化,木质素的芳香环结构受到不同程度的破坏,但木质素含量稍有增加;碱处理破坏了互花米草沼渣中纤维素的结晶结构,形成可被厌氧微生物破坏的类似结晶区结构,结晶区的比例增加,纤维素相对含量增加;碱处理后,互花米草沼渣中羧酸盐破坏严重,沼渣中羧基碳含量降低,烷烃类物质也受到一定的破坏,半纤维素相对含量降低;碱处理后,互花米草沼渣中烷基碳和芳香碳含量均降低,烷氧碳含量增加,芳香度降低,表明碱处理后互花米草沼渣的脂肪族特性增强,可生物降解性能提高.