选择性分离植物纤维木质素的开关型DES预处理体系的构建及展望

利用低共熔溶剂（DES）对植物纤维木质素进行分离提取,可以克服传统植物纤维预处理过程中存在的处理效率低、溶剂损失大和木质素降解严重等技术难题。为提高木质素提取率,选用的DES一般具有较强的极性,在处理植物纤维后,其与碳水化合物组分不易分离,而且DES回收较为困难。针对上述问题,基于DES体系的作用机理和溶剂特性,研究构建了开关型DES,可在提取木质素时强化DES的极性,提高木质素提取率;在回收DES过程中将其转化为非极性,提高DES的回收率。构建低成本、高效率、可持续提取木质素的开关型DES预处理方法,可进一步丰富植物纤维预处理技术理论体系。     

胆碱类低共熔溶剂选择性分离杨木中木质素的研究

本研究使用多种胆碱类低共熔溶剂(DES)选择性分离杨木中的木质素,探究了不同氢键供体及其含量对木质素分离效果的影响。结果表明,氯化胆碱-乳酸(ChCl-Lac)在摩尔比1∶10配比下木质素分离效果最佳,综纤维素得率为46. 26%,木质素提取率为84. 38%,木质素纯度为89. 82%。经过改性后新型DES乳酸胆碱-乳酸(ChLac-Lac)(摩尔比1:10)分离效果更佳,综纤维素得率为48. 16%,木质素提取率为90. 13%,木质素纯度为90. 29%。与磨木木质素相比,ChCl-Lac和ChLac-Lac提取的木质素具有纯度高、杂质少、热稳定性好、相对分子质量低、分布窄的特性。     

胆碱类低共熔溶剂提取分离丝瓜络纤维素的研究

分别采用氯化胆碱-尿素（ChCl-Ua）和氯化胆碱-草酸（ChCl-Oa）2种胆碱类低共熔溶剂（DES）提取分离丝瓜络纤维素,探讨了这2种DES提取分离丝瓜络纤维素的工艺。结果表明,这2种DES对丝瓜络纤维素提取分离的效果具有显著差异,其中ChCl-Oa DES提取分离丝瓜络纤维素的条件更温和、效果更佳,90℃下反应2.5 h,丝瓜络的纤维素含量可增加到76.41%,半纤维素和木质素的去除率分别为68.4%和63.9%。与未处理的丝瓜络相比,经过ChCl-Oa DES处理后的样品表面变得粗糙不规整,且内部纤维裸露可见。XRD分析结果表明,经这2种DES处理后的丝瓜络的纤维素结晶结构并未改变,仍为纤维素Ι型,但由于半纤维素、木质素、无定形纤维素等非晶部分的溶解,导致结晶度增大。     

木质素在低共熔溶剂中降解的研究进展

木质素是自然界储量仅次于纤维素的天然高分子聚合物,其结构是由苯丙烷单体通过C—C、C—O—C等化学键连接起来的芳香族大分子.降解是实现木质素高值转化的途径之一,其中低共熔溶剂(DES)加热降解木质素是一种优良的绿色降解方法.本文介绍了DES结构组成与回收利用、DES降解木质素的机理、木质素在DES中降解的研究进展,并给...     

不同类型低共熔溶剂预处理对玉米秸秆酶解效率的影响

为探索不同类型低共熔溶剂（DES）预处理提高生物质酶解效率的机制,该研究选取两类DES即酸性（氯化胆碱(ChCl)-乳酸(Lac)、甜菜碱(B)-Lac）和碱性DES（ChCl-乙醇胺(M)、ChCl-N-(2-羟乙基)乙二胺(CN-2)）预处理玉米秸秆,对比研究不同酸碱性的DES对玉米秸秆组分和酶解效果的影响。研究表明碱性DES预处理和酶解效果较好,多糖含量从未处理时51.59%提高到81.33%~83.36%,木质素去除率71.35%~89.72%,多糖降解较为完全。红外光谱显示预处理中大量木质素和半纤维素的链接键发生断裂,糖苷键吸收峰显著增强;X-射线衍射表明玉米秸秆结晶度数值由32.99增至处理后的53.60,但晶体结构未改变。与酸性DES相比,碱性DES处理后外观色泽较浅,扫描电镜显示与未处理相比,预处理后的纤维疏松且粗糙。两类DES均是高效的预处理溶剂,碱性DES除本身碱性外,还可选择性的去除木质素,破坏半纤维素和木质素间链接键,纤维素与酶的接触面增大,从而酶解效率显著提高。该研究为生物质预处理新型DES溶剂的设计和选择提供一定的理论参考。     

乙二醇抑制DES预处理过程中木质素缩合程度的研究

利用氯化胆碱/草酸和氯化胆碱/草酸/乙二醇2种低共熔溶剂（DES）体系预处理竹粉以分馏提取木质素,并通过多种表征手段探究木质素的结构变化。结果表明,在110 ℃反应180 min的条件下,氯化胆碱/草酸二元DES体系提取的木质素（二元DES木质素）中β-O-4芳基醚键的相对含量仅为0.26/Ar,氯化胆碱/乙二醇/草酸三元DES体系提取的木质素（三元DES木质素）此值则为0.43/Ar。同时,二元DES木质素中的缩合结构（β-β,β-5=3.11/Ar）及缩合的芳环C—C连接（Aromatic C—C=2.18/Ar）多于三元DES木质素（β-β,β-5=2.02/Ar,Aromatic C—C=1.99/Ar）。利用超声辅助三元DES体系预处理过程,发现反应20 min后木质素脱除率即可达76.0%。采用水相电位滴定法测定不同反应条件下的三元DES木质素的酚羟基和羧基含量;并提出乙二醇在三元DES体系预处理竹粉过程中抑制木质素缩合的机理,证实乙二醇与对香豆酸和阿魏酸反应生成了酯化的木质素结构。     

低共熔溶剂在木质纤维素预处理中的应用

低共熔溶剂（DES）在木质纤维素预处理中已得到了广泛应用,取得了重要的研究进展。本文主要介绍了DES的物理性质及其对木质纤维素的作用机理,综述了DES在木质纤维素预处理领域（木质素的分离,纤维素的纳米分散、衍生化及其溶解,半纤维素降解转化）的应用研究进展,总结并展望DES在木质纤维素预处理应用中面临的机遇和挑战。     

三元DES预处理杨木屑促进纤维素酶水解的研究

采用由对甲基苯磺酸、氯化胆碱和乙醇组成的新型三元低共熔溶剂（DES）对杨木屑进行预处理,研究了三元DES预处理对杨木屑木质纤维化学组分、微观形态、结晶结构、化学结构及纤维素酶水解效果的影响。结果表明,和杨木屑原料相比,二元DES预处理物料的木质素脱除率不升反降,而添加乙醇的三元DES预处理物料的木质素脱除率提高至69.2%;三元DES体系可有效抑制物料表面酸不溶物质的形成,减少纤维素酶的无效吸附,可将纤维素酶水解效率提高至76.6%;在三元DES预处理过程中,半纤维素、木质素以及纤维素无定形区结构的破坏导致纤维素结晶度由原料的48.7%提高至65.7%,纤维素结晶指数由0.66提高至0.76。     

低共熔溶剂选择性溶解木质纤维原料的研究进展

综述了近年来低共熔溶剂（DES）在木质纤维原料预处理过程中选择性溶解木质素、纤维素和半纤维素的相关研究进展,分析了DES类型、组成和处理条件对木质素、半纤维素及纤维素的选择性溶解差异,总结了DES溶解木质纤维原料过程的规律和机理,为高效预处理木质纤维原料的新型绿色DES的理论设计提供依据。     

低共熔溶剂提取天然产物的研究进展

低共熔溶剂(deep eutectic solvent,DES)作为绿色溶剂在天然产物提取方面具有巨大的应用潜力。本文对DES在黄酮类、木质素类、酚类、生物碱类、多糖类、挥发油类等提取中的应用进行综述,以期为DES在天然产物提取方面的应用提供参考。     

低共熔溶剂在纳米纤维素制备中的应用和研究进展

低共熔溶剂(DES)是由氢键供体和氢键受体混合而成的具有低熔点的混合物,作为一种绿色溶剂,DES在化学、材料、生物催化和生物质精炼等领域有着广泛的应用前景。由于DES可以使纤维素润胀,并减弱纤维素分子链之间的氢键结合,所以DES可以被应用于纳米纤维素的制备。而且DES容易回收和回用,可以使纳米纤维素的制备过程清洁、无污染。本文综述了DES法制备纳米纤维素的原理、工艺和研究进展,并讨论了DES法制备纳米纤维素需要注意的问题。     

自催化乙醇法蒸煮废液的成分及其分离回收

针对自催化乙醇法蒸煮废液的分离回收,介绍了其废液的组成及各组分的分离回收方法。     

蔗渣木质素的分离提取及应用研究进展

蔗渣木质素是蔗渣的主要成分之一,是一种重要的可再生生物质资源。本文综述了蔗渣木质素在分离提取、结构表征、改性制备新材料、催化液化和抗氧化性方面的研究进展情况,以期为蔗渣木质素的资源化高效利用提供参考。     

核磁共振波谱在木素结构研究中的最新应用

阐述了核磁共振氢谱、核磁共振碳谱、二维核磁及核磁共振磷谱在木素分离研究中的应用进展,并指出目前核磁共振波谱法在木素结构分析中存在的问题,同时,对其以后的应用发展进行了展望。     

超声辅助低共熔溶剂萃取法在活性成分提取与食品分析预处理中应用的研究进展

低共熔溶剂（deep eutectic solvent,DES）是由氢键受体（hydrogen-bond acceptor,HBA）与氢键供体（hydrogen-bond donor,HBD）以一定摩尔比组成的混合物。由于内部分子间氢键的相互作用使整个体系的熔点降低,并低于单个组分。它是一种无毒、廉价、制备简单和可生物降解的绿色溶剂,并且可以从不同的食品基质中萃取化学成分。目前DES与超声技术结合已经成为了食品行业新兴的萃取方式。本文简述了低共熔溶剂的分类、制备方法、超声辅助低共熔溶剂萃取过程的影响因素,并综述此方法在提取活性成分与食品分析预处理中的最新应用进展。     

超滤分级造纸黑液中木素的研究进展

阐述了超滤分离过程的特点及分离原理。介绍了国内外超滤分级造纸黑液木素的研究进展。     

超声辅助低共熔溶剂提取新疆红枣中环磷酸腺苷的工艺优化

针对新疆红枣,采用绿色、高效的低共熔溶剂（Deep Eutectic Solvent,DES）为提取剂,通过超声波辅助技术提取其中的功能性成分——环磷酸腺苷（cyclic adenosine 3',5'-monophosphate,cAMP）。研究低共熔溶剂的摩尔比、含水量以及料液比、超声时间、超声温度与cAMP提取量的关系,通过单因素实验和响应面优化试验,得出新疆红枣中cAMP提取的最佳条件为:氯化胆碱与丙三醇摩尔比为1:3,DES体系含水量为44%,红枣粉末与DES的料液比为1:35 g/mL,超声时间为45 min,超声温度为45 ℃,此时与同等超声条件下的水提法和醇提法相比,低共熔溶剂法提取cAMP的含量最高为（284.15±0.06） μg/g。因此,选用超声波辅助低共熔溶剂提取新疆红枣中的cAMP是获得较高提取量的一种新型、高效和安全的方法。     

木质素分离方法的研究进展

综述现有使用酸、碱、超临界、两水相、缓和氢解、离子液等手段分离木质素的方法,指出现有分离技术的发展方向与趋势.不同分离手段将得到不同结构与性质的木质素,并决定着其后续的使用与开发.组分分离与利用应遵循生态化过程中能量与物质的多级利用与多级循环原则.应开发出以利用木质素为目标的分离手段,并将木质素的结构研究与其应用研究有机结合起来,依据其不同的用途,选择不同的分离方法.