汽爆酸碱耦合解聚玉米秸秆分子结构的研究

以玉米秸秆为研究对象,采用蒸汽爆破+5%H2SO4和蒸汽爆破+5%NaOH的耦合方法对其结构进行解聚处理,并对解聚前后秸秆的结构、化学组成、热稳定性能进行分析和表征。结果表明:与未处理前相比,经蒸汽爆破+碱解聚处理后,秸秆中大部分半纤维素被脱除,半纤维素由29.10%最低可降至4.61%,木质素由38.12%最低可降至10.74%。经蒸汽爆破酸耦合和蒸汽爆破碱耦合解聚处理后,纤维素含量由31.54%分别提高到65.16%和80.41%,秸秆最大失重率为81.86%和89.31%,最低吸热量为87.48 J/g和114.79 J/g,降解温度达到350℃,热稳定性能增加,表面结构疏松,出现小孔和裂缝。说明蒸汽爆破酸耦合和蒸汽爆破碱耦合解聚方法对玉米秸秆分子结构有一定的解聚效果。但就脱除半纤维素效果而言,蒸汽爆破碱耦合法优于蒸汽爆破酸耦合法。

酸解聚玉米秸秆的产物及其形成机制研究

为了探明酸解聚农作物秸秆的产物及其形成机制,本试验以玉米秸秆为研究对象,硫酸为解聚剂,利用高效液相色谱法检测解聚产物,探讨了不同硫酸浓度、解聚温度对玉米秸秆高分子结构解聚产物分布的影响。结果表明:解聚液中的主要糖类有木糖、阿拉伯糖、葡萄糖,副产物有乙酸、糠醛、5-羟甲基糠醛、阿魏酸和对香豆酸。当解聚温度高于120℃,5%硫酸解聚4 h时有纤维二糖、乙酰丙酸和甲酸生成。7%硫酸80℃解聚4 h时,有纤维二糖产生,说明硫酸浓度和解聚温度对玉米秸秆的解聚产物及其分布有一定的影响。分析并提出了硫酸解聚秸秆机制及副产物的形成途径。

改性蒙脱石吸附制药废水中残留四环素的研究

由于制药废水中四环素的残留量较高,致使该废水在生化处理之前,必须消减其所残留的四环素。该研究用Fe^(3+)和十二烷基磺酸钠(SDS)改性蒙脱石(MMT),探讨Fe-MMT和SDS-MMT对制药废水中四环素的吸附去除能力。结果表明:经Fe^(3+)和SDS改性的蒙脱石,其吸附四环素的能力显著提升,尤其Fe-MMT的吸附能力比原土提高了近1.8倍。Fe-MMT吸附四环素过程符合假二级吸附动力学,但Freundlich、Langmuir和BET吸附等温模型均不能很好地拟合Fe-MMT吸附废水中四环素的行为,说明Fe-MMT对废水中四环素的吸附是一个复杂的过程。

小球藻固定CO_2培养条件优化的研究

文章以细胞光密度（OD680）和比生长速率为主要评价指标,对影响自养小球藻生长的主要因素进行优化。优化后的培养条件为接种液光密度为0.1,环境温度为30℃左右,pH为9.0-10.0,光照强度为4000-6000lx,通入CO2的体积分数为10%,该优化条件有效地提高了自养小球藻的生长速率,为后续小球藻固定CO2的研究提供了相关依据。

响应面法优化碱解聚玉米秸秆条件的研究

以玉米秸秆为研究对象,氢氧化钠为解聚剂,通过单因素试验、中心组合设计和响应面法分析,优化碱解聚玉米秸秆的条件。结果表明:碱解聚玉米秸秆的适宜条件为Na OH质量浓度2%,温度80℃,时间4 h。在此基础上,建立了酶解试验的二次多项式数学模型,发现影响碱解聚玉米秸秆酶解葡萄糖产量的大小顺序依次为碱浓度>时间>温度。用响应面法优化的碱解聚玉米秸秆的条件为Na OH质量浓度2.24%、温度81℃、时间4.30 h,并对此解聚条件进行了试验验证,发现葡萄糖的预测产量与试验值有较高的吻合度,说明此条件是碱解聚玉米秸秆的适宜条件。

小球藻吸收固定CO_2的研究

为研究小球藻吸收转化CO2的适宜条件,提高小球藻对CO2的利用率及生物转化量,在同一光照条件下,建立了光生物反应器培养小球藻的光衰减模型,研究通气速率、入口CO2的体积分数、初始pH、藻液接种质量分数等因素对小球藻固碳效果的影响。结果表明:光衰减系数与藻细胞浓度呈线性关系,小球藻光衰减模型为I=I0exp[-(0.104 9+0.336 5OD685)L],当通气速率为200 mL/min,入口CO2体积分数为10%,初始pH为9.0,初始藻液质量分数为0.1时,小球藻生长速率、生物量产率、固碳率及叶绿素含量均较高。结果对微藻固碳效率及机制研究有重要的参考价值。

不同营养方式对小球藻FACHB 484生长的影响及其非自养生长机理研究

系统研究了小球藻FACHB 484在含有葡萄糖的不同营养方式下的生长情况,并通过抑制试验探讨葡萄糖在小球藻FACHB 484光异养和兼养生长条件下所起的作用以及小球藻FACHB 484是否存在氧化呼吸系统的关键酶类。结果表明:小球藻FACHB 484可利用葡萄糖进行化能异养、光激活异养、光异养及兼养生长,其生长速率大小为:兼养>光异养>光激活异养>化能异养>光合自养。兼养培养的最大生物量和比生长速率分别是自养培养的8.6和3.4倍,其比生长速率接近于光合自养和光异养培养下的比生长速率之和。葡萄糖主要作为小球藻FACHB 484兼养和光异养培养的碳源,而能量主要源自光。小球藻FACHB 484存在氧化呼吸链代谢途径,其细胞中有琥珀酸脱氢酶和细胞色素氧化酶。

CT-101大孔吸附树脂再生工艺的研究

目的:研究CT-101大孔吸附树脂再生工艺。方法:采用正交实验法,以CT-101大孔吸附树脂对苏氨酸二次母液中色素的饱和吸附率和解吸率为评价指标,以碱性乙醇为再生剂,通过静态实验考察再生液的浓度、浸泡时间、碱醇体积配比对再生效果的影响,通过动态实验考察再生液流速、再生液体积、操作温度对再生效果的影响。结果:静态实验优化工艺:NaOH浓度为4%,乙醇浓度为65%,浸泡时间为4h,碱醇体积(质量分数)配比为:3∶7。动态实验优化工艺:再生液流速为1.5BV/h,再生液体积为3.5BV,操作温度为30℃。结论:CT-101大孔吸附树脂容易再生。

酸碱解聚玉米秸秆分子结构的实验研究

以玉米秸秆为研究对象,分别采用5%H2SO4和5%NaOH溶液对秸秆进行解聚处理,并对解聚前后秸秆结构、化学组成、热稳定性等进行分析和表征。结果表明,与未处理前相比,经酸或碱解聚处理后,秸秆纤维结晶度由51.8%分别提高到63.5%和67.0%,秸秆中大部分半纤维素和部分木质素组分被脱除,半纤维素由29.10%分别降至7.02%和6.86%,木质素由38.12%分别降至32.21%和16.52%,而纤维素则由31.54%分别升至60.54%和76.15%。经酸碱处理后,秸秆表面形态结构变得疏松,出现小孔和裂缝,降解温度达到350℃,热稳定性能增加。上述结果说明,稀酸或稀碱均对玉米秸秆分子结构有一定程度的解聚作用,但就解聚溶出木质素而言,稀碱的解聚溶出效果要优于稀酸的。

碱解聚对玉米秸秆的影响

以玉米秸秆为研究对象,氢氧化钠为解聚剂,研究了碱解聚前后玉米秸秆组份、表面形态、化学官能团和纤维结晶度的变化。结果表明:玉米秸秆中木质素的主要组成单体是H-木质素,解聚液中的酚类物质有4-羟基苯甲醛、香草醛、紫丁香醛、对香豆酸和阿魏酸。玉米秸秆经碱解聚,表面形态变得疏松而多孔,红外光谱下木质素的特征吸收峰消失,85%的木质素和52%的半纤维素被脱除,而纤维素的相对含量增加,结晶度增大。说明碱解聚有利于后续酶解和(或)其它生化方法的实施,以实现秸秆纤维的高值转化。

复合酶耦合酶解酸处理后玉米秸秆的研究

以玉米秸秆为研究对象,经过2%硫酸预处理后,利用果胶酶、β-葡萄糖苷酶、纤维素酶三种酶协同酶解,以提高玉米秸秆的酶解产糖量。结果表明:当酶解时间为48h,果胶酶、β-葡萄糖苷酶、纤维素酶分别为45U/mL、30U/mL、60U/mL时,葡萄糖、木糖和酶水解得率分别为67.83%、3.25%、73.65%,相比纤维素酶单一酶解的葡萄糖、木糖和酶水解得率分别提高了65.04%、20.82%、65.06%。分步糖化发酵5天后,相比单一酶解发酵乙醇含量提高了72.5%。说明利用三种酶复合处理,能明显提高酶解产糖量。研究结果为玉米秸秆转化为可发酵糖技术的研究提供重要参考。

麦秸酸解聚产物的形成机制研究

以麦秸为研究对象,硫酸为解聚剂,对解聚前后固体残渣的结构特性以及液体产物的种类进行分析。结果表明:与未处理麦秸相比,解聚后麦秸内部结构在一定程度上被破坏,大部分半纤维素被有效的脱除,但纤维素结晶度仍较高;解聚后的产物种类有较大差异,主要受反应时间、温度和酸浓度等因素的影响,但主要产物有葡萄糖、木糖、阿拉伯糖、乙酸、糠醛和5-羟甲基糠醛。并进一步探索H+与半纤维素、纤维素以及木质素相关结构官能团的作用机制,提出了酸解聚麦秸产物的形成过程。

催化加氢不同预处理玉米秸秆制取多元醇的研究

以玉米秸秆为研究对象,采用5%硫酸和5%氢氧化钠对其进行预处理,通过对解聚前后玉米秸秆官能团表征和成分分析,发现酸、碱处理后秸秆中大部分半纤维素和木质素被脱除,其中先碱后酸、先酸后碱处理后秸秆的木质素含量由28.04%分别下降至11.54%和12.14%,而纤维素相对含量由42.02%分别增加到75.12%和77.68%。通过浸渍法制备的非贵金属5%Ni-15%W/MCM-41催化剂用于催化转化预处理秸秆制取多元醇,结果表明:与未经处理的玉米秸秆多元醇得率21.00%相比,先碱后酸、先酸后碱处理的玉米秸秆催化转化多元醇得率分别达到60.72%和61.40%。α-葡萄糖和β-葡萄糖的加氢结果显示乙二醇(EG)和1,2-丙二醇(1,2-PG)得率均相近,说明葡萄糖的旋光构型对催化加氢没有影响。与C6糖加氢产物分布比较,C5糖的产物中除了有EG和1,2-PG,同时还有丙三醇的生成,提出了糖加氢制取多元醇的可能机理。