玉米芯木质素低聚物超声波辅助制备及其表征

以玉米芯木质素为原料,通过超声波辅助解聚制备了木质素低聚物,研究解聚条件对木质素低聚物产率及相对分子质量的影响,并以凝胶渗透色谱(GPC)、红外光谱(FT-IR)、二维核磁共振谱(2D-HSQC NMR)与核磁共振磷谱(^(31)P NMR)表征木质素低聚物。研究结果表明:较优条件为在甲醇/水(4∶1,体积比)作溶剂体系,木质素与溶剂固液比200∶1(g∶L),超声波(频率40 kHz,功率240 W)处理3 h。此条件下制备的木质素低聚物的产率达到40.2%,所得木质素低聚物的数均相对分子质量(M_(n))为710,多分散指数(PDI)为1.62,保留了木质素的主要分子结构单元,同时其含总羟基10.49 mmol/g。

超低浓度马来酸水解玉米芯纤维素

为考察超低浓度马来酸对玉米芯纤维素的水解性能,该文采用高温液态水预处理和超低马来酸水解相结合的两步法。3,5-二硝基水杨酸(DNS)比色法和高效液相色谱法(HPLC)分析表明,第一步预处理(200℃,10min,4MPa,500r/min,液固比20:1mL/g)玉米芯可获得12.24g/L还原糖,半纤维素转化率91.76%,损失3.61%的纤维素;其残渣进行第二步酸水解(质量分数0.1%,220℃,20min,4MPa,500r/min,液固比20:1mL/g)可获得9.94g/L还原糖,纤维素转化率达95.17%,约1/3转化为糖。气相色谱-质谱联用(GC-MS)分析表明,第二步水解液中含有多种木质素降解副产物,如苯酚、苯甲酸等,带有多种活泼基团,可能与糖降解物反应,加快葡萄糖降解正反应的进行。改进反应器,使得糖降解物和木质素降解物及时排出,可提升马来酸水解性能,为马来酸在生物质水解领域的应用提供参考。

玉米芯碱液预处理条件优化

该文对木质纤维素原料玉米芯碱液预处理条件进行了优化,以去除木质素,提高半纤维素、纤维素的酶解得率为目的。采用单因素多水平和正交试验方法得到最优预处理条件为:预处理时间12h,温度70℃,液固比23︰1,反应液中各物质质量分数为氨水2.5%、过氧化氢0.6%、硅酸钠5%、硫酸镁0.05%。在此最优条件下,玉米芯残渣得率为59.74%、半纤维素保留率为56.60%、纤维素的保留率为86.20%、木质素的保留率为11.83%。残渣经分步酶解(木聚糖酶和纤维素酶),半纤维素、纤维素、总的酶解得率分别为41.36%、88.09%、69.21%,比未经预处理的玉米芯酶解得率分别提高了39.18%、40.89%、44.88%。结果表明,酶解得率与半纤维素的损失、木质素的去除有直接相关性。