低共熔溶剂分离木质素研究进展

近年来,低共熔溶剂(DES)以其高稳定性、高效率、选择性及可回收等优良性能成为代替有机溶剂与离子液体分离木质素的研究热点。本文结合最新DES分离木质素的研究报道,从组成、机理、DES类型等方面对DES分离木质素的研究进展进行综述与展望,以期为木质素高效分离与利用提供新的研究思路。     

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。     

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。     

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.     

氯化胆碱类低共熔溶剂处理对玉米芯的影响

为了筛选玉米芯预处理的高效低共熔溶剂(DES),以5种氯化胆碱为氢键受体(HBA)的DES在不同温度下预处理玉米芯,分析了预处理后生物质组分变化和对酶解效率的影响.结果 表明,氯化胆碱-乳酸(物质的量比1:2)组成的DES在140C下lh处理玉米芯能获得较好效果,所得玉米芯残渣中的葡聚糖含量为55.19％,木聚糖、酸可...     

低共熔溶剂分离油茶果壳木质素及其抗氧化活性和热解特性分析

为了获得兼具分子量低、分散度低和抗氧化活力高的木质素,本研究以油茶果壳为原料,采用碱法和低共熔溶剂法分离得到四种木质素,利用紫外光谱、凝胶渗透色谱、傅里叶变换红外光谱和热重分析对其进行结构分析,并通过清除1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（DPPH）自由基能力评价其体外抗氧化活性。结果表明:紫外光谱和红外光谱显示油茶果壳木质素主要由紫丁香基和愈创木酚基单元结构组成。凝胶渗透色谱分析表明碱木质素的重均分子量（Mw）和分散度（PDI）分别为41858 g/mol和4.53,而低共熔溶剂提取的木质素具有较小的相对分子量（Mw<11000 g/mol）和分散度（PDI<2）。热重分析可知油茶果壳木质素热稳定性依次为:氯化胆碱-草酸（ChCl-OA）>碱木质素（AL）>氯化胆碱-乙二醇-对甲苯磺酸（ChCl-EG-P）>氯化胆碱-丙三醇（ChCl-GA）。此外,抗氧化活性结果显示4种木质素均有一定的抗氧化活性,清除DPPH自由基的IC₅₀为0.388~1.02 mg/mL。此研究结果为油茶果壳木质素分离和高值化开发利用提供了一定的参考价值。     

FeCl3基三元低共熔溶剂分离毛竹木质素效率研究

提高低共熔溶剂（DES）分离木质素效率是实现木质纤维资源高值化利用的前提。本研究基于酸性、中性及碱性二元DES分离毛竹木质素的方法,设计三元DES以提高木质素分离效率,优化三元DES分离木质素的工艺条件,采用Kamlet-Taft溶剂化显色参数,定量分析DES的氢键性能,并对DES分离所得木质素进行结构表征。结果表明,二元DES分离木质素时,木质素溶出率由高到低依次为：酸性DES>中性DES>碱性DES,由FeCl₃-聚乙二醇400-氯化胆碱构成的三元DES,其木质素溶出率较高,分离毛竹木质素的最佳工艺条件为：温度130 ℃、时间3 h、质量比1∶15、加水质量比10%（相对于聚乙二醇400质量）;在此工艺条件下,木质素溶出率可达96.36%。FeCl₃的引入增加了三元DES的氢键碱性,使其具有更强的氢键接受能力。拉曼光谱和傅里叶变换红外光谱分析表明,DES分离所得毛竹木质素的主要基本结构单元为愈创木基型和紫丁香基型,且结构完整性优于碱木质素。本研究结果可为DES高效清洁分离毛竹木质素提供参考。     

低共熔溶剂处理木质素抗菌纸的制备及性能研究

利用对甲苯磺酸/氯化胆碱（TA/CC）制备的低共熔溶剂（DES）处理碱木质素,提取得到富含酚类的木质素精油,将其添加到杨木浆中,制备了抗菌纸。结果表明,DES处理后得到的木质素精油中含有大量酚羟基,制得的抗菌纸对大肠杆菌的抗菌率约100%,在食品包装用纸、医疗用纸等领域具有较大的应用潜力。     

酸性低共熔溶剂预处理制备含木质素的纤维素纳米纤丝及其复合膜的研究

采用酸性低共熔溶剂（deep eutectic solvent,DES）预处理并结合高压均质法制备了含木质素的纤维素纳米纤丝（lignin-containing cellulose nanofibril,LCNF）,并与聚乙烯醇（PVA）共混制备了LCNF/PVA复合膜,探讨了2种酸性DES预处理的效果,分析比较了LCNF的特性及LCNF/PVA复合膜的性能。结果表明,乳酸-氯化胆碱（LC）和乙酸-氯化胆碱（AC）对半纤维素的提取率均达到78%以上,其中LC预处理后用乙醇洗涤的处理方式对木质素的提取率高达61.2%;DES预处理后,乙醇洗涤有利于木质素的分离;利用LC制备的纤维素纳米纤丝（LC-E-LCNF）的直径为50～100 nm;相较于纯PVA膜,LCNF/PVA复合膜的疏水性明显提高,应力提升至70.3 MPa,紫外屏蔽性接近100%,且具有良好的热稳定性和雾度,以及一定的保鲜性能,该复合膜有望应用于食品包装领域。     

涤纶分散染料低共熔溶剂染色

以氯化胆碱与乙二醇组成的低共熔溶剂(DES)为染色介质,用雅特隆红玉SWD、雅特隆黄棕SWD和雅特隆深蓝SWD染料对涤纶进行染色,探讨了氯化胆碱与乙二醇的物质的量比、染色温度、染色时间、染液pH、浴比等因素对染色织物K/S值的影响.测试了染色涤纶织物的耐干热色牢度及热稳定性,并与水相染色进行了比较.结果表明,氯化胆碱与...     

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.     

低共熔溶剂提取桂花黄酮的工艺优化

为了探索一种高效、环保的桂花黄酮提取方法,本文设计并制备了6种低共熔溶剂,通过比较醇提、冻融、超声波及微波四种技术,确定了超声波辅助-低共熔溶剂的提取工艺.通过单因素试验考察液料比、摩尔比、含水量、超声功率以及超声时间对桂花黄酮提取量的影响.在单因素的基础上,采用响应面法对提取工艺进一步优化.结果表明:桂花黄酮最优提取...     

超声辅助低共熔溶剂提取芹菜叶中的芹菜素及其抗氧化性分析

以芹菜叶粉末为原料,芹菜素含量为指标,优化超声辅助低共熔溶剂提取芹菜叶中芹菜素的提取工艺。用筛选的最优低共熔溶剂进行单因素试验,考察含水量、液料比、超声时间、提取温度对芹菜素含量的影响。在单因素的基础上,利用Box-Behnken响应面优化提取条件。AB-8型大孔树脂纯化提取液后,利用紫外可见光谱和液质联用对芹菜素纯化物进行分析和验证。最后,研究了芹菜素纯化物的抗氧化性。结果表明:低共熔溶剂(氯化胆碱/乙醇)比80%乙醇提取芹菜素的效率高17.78%。最优提取条件为:液料比40:1;含水量24%;超声时间14 min;提取温度42℃。此条件下得到的芹菜素含量为16.87 mg/g。芹菜素纯化物对DPPH、ABTS自由基具有良好的清除能力,对OH自由基清除效果更好,其IC50分别为82.44、148.92和8.69μg/mL,但均低于抗坏血酸和芹菜素标准品的清除能力。该绿色环保的低共熔溶剂能高效提取芹菜叶中芹菜素,且能够保持良好的抗氧化活性。     

超声辅助低共熔溶剂提取苹果叶中的总黄酮

目的:本研究采用绿色新型低共熔溶剂作为提取剂,对废弃苹果叶中总黄酮进行超声辅助提取。方法:通过单因素实验研究了低共熔溶剂的组成体系、组成比例、含水量、液料比(mL:g)、超声温度(℃)、超声时间(min)对总黄酮提取率的影响,在此基础上采用响应面法建立数学模型,进行数据分析,对苹果叶总黄酮提取工艺进行优化及验证。结果:氯化胆碱/三氟乙酸(摩尔比1:2)形成的低共熔溶剂在含水量30%,液料比23:1 mL/g,超声温度72 ℃,超声时间27 min时对苹果叶总黄酮的提取效果最佳,平均提取率为7.06%。结论:超声辅助低共熔溶剂提取废弃苹果叶中的总黄酮具有较好的提取效果,本研究能够为苹果叶资源的充分利用提供一定的技术支撑和理论依据。     

深度共熔溶剂分离生物质资源提取纤维素的研究进展

在传统溶剂法提取纤维素的基础上,重点综述了新型深度共熔溶剂法分离生物质资源提取纤维素的研究进展;分析了国内外深度共熔溶剂在节能减排、生物降解、工艺操作方面的应用优势以及其黏度较高、电导率差、与酶相容性不好等缺陷,为进一步深入研究溶剂法提高纤维素和副产物木质素得率提供理论支持,并对其今后研究进行了展望。     

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...