胆碱脂肪酸盐离子液体预处理水稻秸秆提高多糖酶解反应的研究

木质纤维素预处理是生物精炼制备生物能源的关键步骤之一。近年来,离子液体预处理木质纤维素逐渐受到人们的关注。本研究通过中和反应合成了7种胆碱脂肪酸盐离子液体,并用于水稻秸秆预处理。在25℃下,这些离子液体的粘度介于74~488 c P。结果表明,经这些生物离子液体预处理后,水稻秸秆中的多糖酶解效率得到了显著提高。并且,离子液体的预处理效果依赖于阴离子链长。其中,[胆碱][丁酸盐]为最适水稻秸秆预处理溶剂。在90℃下经[胆碱][丁酸盐]离子液体预处理6 h后的水稻秸秆酶解后,葡萄糖和木糖收率分别达70.62%和41.47%。这类离子液体能选择性从水稻秸秆中除去大量木质素和部分木聚糖,而不会改变纤维素的晶体结构,从而显著提高后续酶解效率。     

非离子表面活性剂在生物质发酵生产乙醇中的应用及影响

表面活性剂广泛应用于各个领域,在制备纤维素乙醇过程中添加非离子表面活性剂,研究发现,非离子表面活性剂对木质纤维素原料的预处理和水解过程都产生积极的作用,同时总结了针对不同的木质纤维素原料可以起促进作用的非离子表面活性剂.探讨了非离子表面活性剂在水解过程中对木质纤维素原料结构以及对纤维素酶的影响,着重从纤维素酶的扩散及吸附两个方面阐述了非离子表面活性剂对纤维素酶的影响机制.     

离子液体预处理对玉米秸秆酶解效率的影响

离子液体作为一种可应用于木质纤维素预处理的新型绿色溶剂,以其处理效率高、环境友好等优势越来越受到人们的关注。采用4种离子液体:1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐([Emim]Ac)、1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐([Amim]Cl)、1-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐([Bmim]HSO4)、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([Bmim]BF_4),处理玉米秸秆,比较预处理后物料的酶解效果,并考察预处理后秸秆的成分、表面形态和结构的变化对酶解效率的影响,以探究离子液体预处理提高酶解效率的机制。结果表明,[Emim]Ac、[Amim]Cl、[Bmim]BF_4等3种离子液体在130℃下处理玉米秸秆1.5 h均可以在一定程度上去除木质素,有效地打破木质素与半纤维素的连接键,提高酶解效率。其中,[Emim]Ac具有较好的木质素选择性脱除效果,使木质素去除率达54.47%,有效破坏了包裹着纤维素的致密网状结构,增加物料的表面粗糙度,同时使纤维素由晶型I转变为更易酶解的晶型II,使预处理后秸秆的酶解效率提高到91.20%,是预处理前酶解效率的4.77倍。     

多种预处理方法对纤维素结晶结构的影响

分别采用丙三醇、NaOH、乙二胺(EDA)、H3PO4以及离子液体[BMIM]Cl对不同来源的纤维素进行预处理,通过X射线衍射(XRD)、固体核磁共振(CP/MAS 13C NMR)及傅里叶变换红外光谱(FT-IR)研究了这几种预处理方法对纤维素结晶结构的影响。结果表明,16. 5 wt%的NaOH及60 wt%的H3PO4预处理可将天然纤维素结构从Ⅰ型转化为Ⅱ型,EDA预处理可将天然纤维素结构转化为Ⅲ型,85 wt%的H3PO4以及离子液体[BMIM]Cl预处理可将纤维素转化为无定形结构。[BMIM]Cl预处理比85 wt%的H3PO4预处理更有利于无定形纤维素的产生。结构转化过程中,纤维素的羟甲基构象相应地发生变化。结晶度方面,低质量分数NaOH预处理有利于获得低结晶度的纤维素,EDA预处理对纤维素结晶度的影响与原料结构关系较小,而NaOH与离子液体[BMIM]Cl预处理对纤维素结晶度的影响与原料有关,纤维素原料结晶度高,预处理后纤维素的结晶度也相应较高。     

木质纤维素预处理方法研究进展

木质纤维素是自然界中最丰富的生物质可再生资源,对木质纤维素进行预处理,可以有效降低底物的结晶度,提高木质纤维素利用率,提升其附加值。本文对传统木质纤维素预处理技术和新型预处理技术进行了综述,分析比较了不同预处理技术的利弊,并对今后木质纤维素预处理技术的发展提出了展望,以期为探索新型预处理降解技术提供参考。     

热水预处理对木质纤维素生物质炼制的影响

阐述了热水预处理在木质纤维素生物质炼制过程中的目的与作用。介绍了近年来木质纤维素生物质热水预处理的部分研究成果与进展,并着重总结了热水预处理对木质纤维素生物质化学组分、微观结构和酶水解效率的影响,以期对木质纤维素生物质热水预处理研究和工业化应用提供借鉴。     

木质纤维素的物理预处理技术

纤维素是地球上最丰富的可再生资源,预处理技术是实现木质纤维素转化乙醇的关键步骤。总结了近年来的纤维素物理预处理技术及物理结合其他技术预处理技术,展望了木质纤维素物理预处理方法的发展前景。     

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.     

酶解木质纤维素的预处理技术研究进展

木质纤维素为可再生生物质原料,采用酶解法以木质纤维素为原料制糖发酵生产乙醇,必须对木质纤维进行预处理。目前,对木质纤维素原料的预处理方法主要有物理法、化学法、物理化学法、生物法。本文对以上几种方法的研究进行了综述。（孙悟）     

基于纤维素溶剂的木质纤维素预处理方法的研究进展

纤维素溶剂能够极大的减弱纤维素分子间以及分子内氢键,降低结晶度,改变纤维素的晶体结构,从而导致纤维素溶解。和传统预处理方式相比,纤维素溶剂预处理具有预处理条件温和、效果好,反应不产生或者很少产生酶解发酵抑制物等优点;然而,纤维素溶剂预处理仍然存在溶剂价格高、回用相对困难,难以实现大规模工业化生产等问题。通过对几种新型纤维素溶剂溶解纤维素机理的分析,介绍了纤维素溶剂在木质纤维素预处理中的应用,为纤维素溶剂运用于木质纤维素预处理中的相关研究提供一定的参考。     

木质纤维素预处理技术研究进展

纤维质物料的预处理是木质纤维素原料生产燃料乙醇的关键步骤.介绍了木质纤维素物科的组成和结构及其对纤维素水解的影响,从经济角度总结了预处理的目的和评判预处理效果的标准.概述了常用的预处理方法,讨论了几种极具经济潜力的预处理技术,对预处理技术的发展前景进行了展望.     

纳米纤维素制备方法的研究现状

纳米纤维素由于其生物可降解性、低密度、高机械性能和可再生性而受到广泛关注。本文主要介绍了由木材或农业/林业剩余物生产的纳米纤维素的分类及制备方法,包括制备纤维素纳米晶体的无机酸水解法和酶水解法以及有机酸水解法、固体酸水解法、离子液体法、低共熔溶剂法和美国高附加值制浆法(American value added pulping,AVAP)等新型制备方法,同时介绍了制备纤维素纳米纤丝常用的预处理法和后续机械处理法,其中预处理法主要包括氧化、酶、有机酸、高碘酸盐氧化、低共熔溶剂、离子液体和溶剂辅助等多种预处理手段。最后分析了纳米纤维素的制备方法中亟待解决的问题,并展望了纳米纤维素的广阔应用前景。     

木质纤维素糖化前预处理新技术研究进展

木质纤维素的糖化前预处理是生产燃料乙醇过程中最基础最关键的一步,影响整个纤维素酒精生产过程.该文对木质纤维素的糖化前预处理新技术进行了分析和讨论,并对其前景进行了展望.     

DES在木质纤维素类生物质预处理领域的研究进展

预处理是木质纤维素类生物质进行能源转化的重要环节。成本低廉、操作方便、绿色高效的预处理方法对生物质能源转化的产业化发展具有重要的意义。新一代绿色溶剂-低共熔溶剂(DES)近年来受到了广泛的关注,经过DES预处理后生物质的酶解效率得到很大提高,DES表现出优异的预处理性能。本文探讨了DES的组成结构和物化性质,DES对木质纤维生物质三大组分纤维素、半纤维素、木质素的溶解能力,木质纤维素类生物质DES预处理相关研究进展,DES自身物理化学性质对预处理效果的影响,DES在预处理过程中循环回用的方法。最后,对DES预处理木质纤维使其高附加值的资源化利用技术进行了总结和展望,对存在的问题和挑战、大规模工业化应用方面进行了分析。     

离子液体预处理/硫酸水解协同制备纳米纤维素及其稳定Pickering乳液初步研究

以微晶纤维素(microcrystalline cellulose, MCC)为原料,利用离子液体预处理/硫酸水解协同制备纳米纤维素,通过Zeta电位分析、原子力显微镜(atomic force microscope, AFM)、红外光谱、X-射线衍射(X-ray diffraction, XRD)和热分析探究不同质量分数的硫酸溶液(10%～40%)对纳米纤维素结构的影响,并对其稳定Pickering乳液性能进行初步研究。结果表明,经过离子液体预处理后,随着硫酸溶液质量分数增加(10%～40%),纳米纤维素得率逐渐下降,但Zeta电位绝对值逐渐增加;AFM结果表明纳米纤维素形态从长纤丝状网络结构逐渐变为短棒状结构,其长度逐渐减小但直径增加。XRD结果表明纳米纤维素同时具有纤维素I型和Ⅱ型晶体结构,结晶度降低。MCC制备纳米纤维素过程中,经离子液体预处理后氢键结构遭到破坏,热稳定性随着硫酸溶液质量分数的增加也逐渐降低。经不同质量分数硫酸溶液水解制备的纳米纤维素在不同颗粒质量浓度(1～5 g/L)和油相比例(30%～70%,体积分数)下均能稳定Pickering乳液,但40%硫酸溶液制备的...     

超低温微体化处理白桦木质纤维素糖化工艺研究

采用超低温冷冻结合超微粉碎的方法对白桦木质纤维素进行预处理,并用纤维素酶对由预处理获得的超微粉体进行酶解,以提高其糖转化率,得到白桦木质纤维素最佳糖化条件:温度45℃,pH值4.8,酶用量20IU/g,糖化率为31.78%,还原糖产量为243.67 mg/g(底物)。较未经过预处理的白桦木质纤维素糖转化率提高了28.68%。     

木质纤维素原料制备聚乳酸的研究进展

主要针对木质纤维素原料的可降解性、生物相容性等特点,叙述了木质纤维素制备聚乳酸的优势,包括木质纤维素基乳酸生物炼制过程所涉及的各环节,木质纤维素原料预处理技术、木质素纤维素原料的水解、乳酸及聚乳酸的制备等,评价综述了其方法技术的优缺点,最后对聚乳酸的发展应用前景进行了总结。     

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.     

碱和离子液体预处理对麦草秸秆及其水解糖化的影响

本文研究了离子液体[Bmin]CI直接处理麦草秸秆与碱抽提/离子液体处理麦草秸秆两种预处理工艺,采用SEM与XRD技术,通过酶解速率、表面形貌变化、结晶度与晶型变化的对比,发现碱处理提高了麦草秸秆在离子液体中的溶解度与溶解速率;麦草秸秆经过离子液体溶解再生后,再生纤维素结晶度由57%降为38%,且晶型发生变化。     

木质纤维素原料氢氧化钠预处理及酶解特性研究

木质纤维素组成结构十分复杂,没有经过处理的木质纤维素很难直接被酶解。预处理技术是木质纤维素降解的关键性技术。在我国,开发利用木质纤维素意义重大。对木质纤维素的预处理和水解。用玉米芯最为研究对象,优化了碱液预处理的条件,对预处理温度、时间和氢氧化钠浓度这三个因素对影响玉米芯各组分的分离效果及水解后产量的规律进行研究。研究结果显示,随着预处理反应的进行,在氢氧化钠处理液中,可溶性糖和木质素的量先急剧增加,后逐渐平稳。利用响应曲面法优化水解条件。采用了单因素多水平和正交试验的方法,最终得到了最优响应值的预处理条件为:反应时间2.14h、温度78.18℃和酸质量分数为2.21%,此时糖收率为56.67%,同时在试验设计的最佳水解条件下,进行的验证试验结果与模型预测值几乎相同,表明所设计的实验条件是合适的。