超声波-微波辅助柠檬酸催化纤维素水解条件

以柠檬酸为催化剂,采用超声波-微波相结合的辅助手法对自制稻草纤维素进行了水解研究。以还原糖得率为指标,在单因素试验的基础上,通过3因素3水平的正交试验考察了酸浓度、超声波处理时间和微波加热时间对指标的影响。对实验结果进行了极差分析和方差分析,结果表明,最佳反应条件为:柠檬酸浓度20%、超声波处理90 min、微波500 W加热30 min,此时还原糖得率最高,达64.46%。对稻草纤维素原料和水解残渣进行了红外表征,结果显示,水解残渣仍以纤维素的形式存在,可重新水解,提高原料利用率。

超声波协同作用对纤维素选择性酸水解的影响

利用超声波协同金属离子催化纤维素酸水解,探讨了超声波协同对酸水解选择性的促进作用。以酸浓、金属铁离子用量、水解时间和水解温度作为变量,通过四因素三水平正交实验优化实验参数,研究超声协同作用对水解纤维素产品性能的影响。通过激光粒度分析仪、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)和热重分析(TG)对水解纤维素纤维长度、晶型结构、化学组分及形态特征变化进行了表征比较。结果表明:当Fe3+浓度为0.3mol/L,HCl浓度为2.5mol/L,温度80℃,反应时间50min时,超声协同作用下的水解纤维素结晶度为79.58%,与未处理试样相比增加了9.89%,水解纤维素平均长度由47μm降为29μm,纤维素化学结构和晶型均未发生改变。

不同超声波处理方式对纤维素酸水解选择性的影响

研究超声波预处理和协同酸水解共处理两种不同方式对纤维素酸水解选择性的影响,对提高微晶纤维素产品质量具有重要的意义.本文通过纤维质量分析仪、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)及其二阶导数的分峰拟合等表征手段对不同超声处理方式下水解纤维素的尺寸分布、微观形貌、聚合度、比表面积、结晶结构、化学结构及氢键类型等的变化进行了对比研究,探讨了不同超声波处理方式对纤维素酸水解选择性的作用效果.结果表明:超声辅助酸水解提高了纤维素酸水解对无定形区的选择性,保护了结晶区,水解纤维素结晶度显著增加;与纤维素分子内氢键相比,超声辅助酸水解对纤维素分子间氢键的断裂具有更好的选择性;另外,超声处理有利于降低水解纤维素的聚合度和平均长度,提高尺寸均一性和比表面积,而纤维素的化学结构和晶型不发生变化.

温和条件下微波超声协同作用对纤维素酸解的研究

甲酸体系下,研究了微波超声作用对纤维素水解率及选择性的影响;优化反应条件;并将微波超声与微波、超声进行比较;同时对微波超声条件下提高其转化率做了进一步探索。结果表明在微波超声下,70℃反应0.5h效果最佳,在此条件下,纤维素的转化率为18.3%,还原糖的选择性为80%;要想进一步提高纤维素的水解转化率,关键是促进纤维素晶区到非晶区的转化。