木质纤维原料蒸汽爆破预处理技术与应用现状

蒸汽爆破主要通过高温高压蒸汽的瞬间释压来破坏纤维细胞壁,是一种绿色且高效的生物质预处理技术.本文综述影响蒸汽爆破预处理效果的主要因素,并介绍一种新型的爆破技术——温压分控爆破技术,该技术克服了传统蒸汽爆破技术不能将温度和压力对木质纤维原料的影响区分开来的缺点.此外,蒸汽爆破技术在生物质领域已得到广泛应用,本文也对蒸汽爆破技术在生物质能源、生物质基材料以及相关化学品方面的应用进行解析,并对蒸汽爆破的发展前景进行展望.

温压分控爆破处理杨木及其产物性能分析

采用传统蒸汽爆破技术和温压分控爆破技术对杨木片进行处理,并采用^13C固体核磁技术(MAS^13C-NMR)、热重分析(TGA)、扫描电子显微镜(SEM)对爆破前后的样品进行表征.结果表明:两种爆破产物中半纤维素含量和木素含量都明显降低,纤维素含量增加,其中温压分控爆破技术作用更强,特别是当温度低于209℃时;爆破处理后,纤维化学性质发生了明显的变化,同时细胞壁结构被破坏,所得样品结构变得疏松;此外,样品的热降解特性也发生明显变化,最大热分解速率温度由352℃升至381℃.

草酸预浸渍温压分控爆破技术对杨木性能的影响

采用温压分控爆破技术对草酸预浸渍过的杨木片进行处理,分别探究了草酸预浸渍质量分数、维压温度、维压时间以及爆破压力对爆破后样品三大组分相对含量的影响,并确定最佳爆破条件使得尽可能地去除半纤维素而保留纤维素.使用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、X射线衍射仪(XRD)和热重分析仪(TGA)对其结构及性能进行表征.结果表明,在草酸质量分数1.5%、温度210℃、时间9 min、压力2.8 MPa时,纤维素相对含量为63.8%,半纤维素相对含量为0.8%,木质素相对含量为25.3%.