微晶纤维素水热降解的液化产物分布

利用管式间歇反应器对微晶纤维素进行水热降解实验研究,考察了反应温度、反应时间和氧化剂对TOC和还原糖产量的影响。结果表明,还原糖的浓度和TOC随着反应温度的升高而增大;而不同的反应时间和氧化剂(H2O2)浓度的条件下,还原糖的浓度和TOC都呈现一个先增高后降低的趋势。微晶纤维素水热降解产生甲酸、乙酸、乳酸、乙二酸、丙烯酸、丙酸、丙二酸、马来酸、丁二酸等有机酸以及二羟基丙酮、丙酮醛和5-羟甲基-2-糠醛(HMF)等。HPLC分析表明,中间产物及不稳定的有机酸最终被氧化成为甲酸和乙酸。     

共溶剂THF对超临界甲醇连续化制备生物柴油的影响

在直径φ20 mm、长3 700 mm的垂直管式反应器中研究了共溶剂四氢呋喃(THF)对超临界甲醇连续化制备生物柴油体系中的反应中间产物组成及甲酯收率的影响;反应温度,反应压力,醇油摩尔比分别为275～375℃,15 MPa,40:1.结果表明:较低的温度下,共溶剂四氢呋喃加入反应体系后,生物柴油的收率有显著的提高.由此可推论在较低温度下,表明醇油未完全混合均匀;加入共溶剂后,改善了醇油的混合情况,使得甲酯收率明显提高.实验还发现,当在高温下,甲酯收率出现极大点,原因可能是甲酯的消耗速率大于其生成速率;加入共溶剂后,反应速率加快,与不加共溶剂时相比,中间产物浓度在很短时间内就达到平衡.     

蜡样芽孢杆菌对稻草的降解作用

为了研究一株蜡样芽孢杆菌(Bacillussp.X10-1-2)对稻草的降解作用,测定了发酵过程中发酵液的纤维素酶和半纤维素酶活、可溶性总糖和还原糖浓度以及底物残渣重、残渣结晶度、傅立叶红外光谱和表面结构的变化.发现在发酵过程中蜡样芽孢杆菌菌体产酶的过程也就是木质纤维素的降解糖化过程.上清液中的纤维素酶活和半纤维素酶活分别在发酵进行到第8 h和20 h时达到最高峰.总糖含量于4 h达到最高值,然后下降到一定程度后保持恒定.还原糖含量随发酵进行不断下降,达到一定值后保持恒定.该菌株对稻草长达5 d的降解过程中结晶度变化十分显著,第3 d时达到最高峰,而后又迅速下降.此菌株对稻草中各组分都有一定降解,其中纤维素、半纤维素和木质素的降解率分别为3.35%、0.91%和2.81%.该菌株主要降解稻草的薄壁细胞,使薄壁细胞发生严重皱缩.这预示,该菌株在造纸工业具有良好的应用前景.     

共溶剂THF对超临界甲醇连续化制备生物柴油的影响

在直径φ20mm、长3700mm的垂直管式反应器中研究了共溶剂四氢呋喃（THF）对超临界甲醇连续化制备生物柴油体系中的反应中间产物组成及甲酯收率的影响;反应温度,反应压力,醇油摩尔比分别为275～375℃,15MPa,40：1．结果表明：较低的温度下,共溶剂四氢呋喃加入反应体系后,生物柴油的收率有显著的提高．由此可推论在较低温度下,表明醇油未完全混合均匀．加入共溶剂后,改善了醇油的混合情况,使得甲酯收率明显提高．实验还发现,当在高温下,甲酯收率出现极大点,原因可能是甲酯的消耗速率大于其生成速率,加入共溶剂后,反应速率加快,与不加共溶剂时相比,中间产物浓度在很短时间内就达到平衡．     

雷尼镍催化加氢制备3,4-二甲基苯胺

以3,4-二甲基硝基苯为原料,在雷尼镍催化剂作用下催化加氢制备3,4-二甲基苯胺,通过气相色谱分析3,4-二甲基苯胺的纯度。考察加氢压力、加氢溶剂、加氢温度、底物浓度、催化剂用量等因素对加氢反应的影响。结果表明,以乙醇为加氢溶剂,加氢压力0.8 MPa、温度60℃、3,4-二甲基硝基苯初始浓度1.25mol/L、催化剂质量为3,4-二甲基硝基苯质量的5%时,3,4-二甲基硝基苯转化率和3,4-二甲基苯胺收率和3,4-二甲基苯胺纯度均达100%。     

聚醚熔盐离子液体催化纤维素水解的研究

以磷钨酸和十二胺聚氧乙烯醚为原料,去离子水为溶剂,在90℃条件下反应24h,合成了一类聚醚熔盐离子液体,将其用于微晶纤维素的水解反应。在最佳条件下,以离子液体1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐作为纤维素溶剂,十二胺聚氧乙烯醚/磷钨酸二氢根离子液体作为催化剂进行了水解反应,总还原糖收率最高达78%。这类新型的离子液体能够充分发挥聚醚类表面活性剂的乳化作用和杂多酸的催化性能,是理想的酸性离子液体。     

盐地碱蓬作为生物乙醇转化原料的优势比较

以盐地植物碱蓬为对象,分别从纤维多糖含量、酸解酶解效果、还原糖乙醇转化效率等方面,与玉米秸秆、芦苇、浒苔、海带渣等进行了优势比较研究。目的是希望将其作为转化生物乙醇的廉价原料进行开发利用。结果显示:碱蓬样品的纤维素和半纤维素含量丰富,其中纤维素含量高达37.4%,总多糖含量高达78.2%,均高于玉米秸秆、芦苇、浒苔、海带渣等植物;在相同处理条件下,碱蓬样品酶解前后的还原糖浓度增加了25.6 mg·mL~(-1),远高于其它试验植物;乙醇发酵结果初步显示,碱蓬降解糖液的乙醇产率为1.06%,高于玉米秸秆对照的0.71%。本研究表明:盐地植物碱蓬纤维素含量高,酸处理效果好,还原糖降解率和乙醇转化率较高,是替代常规农田作物秸秆转化生物乙醇的良好盐碱植物原料,具有较高的开发价值。     

醇水混合溶剂中制备钨酸铋中空纳米结构

以硝酸铋和钨酸钠为反应物,在乙醇-水混合溶剂体系中反应生成钨酸铋纳米结构。通过调整乙醇和水的比例、反应温度、反应时间等参数,在溶剂热条件下可以直接生成钨酸铋中空纳米结构。实验结果表明,当醇水体积比为10∶1,溶剂热温度为100℃,反应时间为12h时,制备的Bi2WO6纳米空心球粒度均匀,直径在30～50nm,壳的厚度在10nm左右。     

催化加氢制备苯并三氮唑类紫外吸收剂UV-P

采用镍碳催化剂、乙醇和水混合溶剂、偶氮染料为原料,经催化加氢还原制备紫外吸收剂UV-P。实验研究了影响偶氮染料还原成UV-P的因素,并对制备工艺条件进行了优化。实验结果表明:所制备的镍碳催化剂具有优异的加氢反应性能。升高反应温度、增加乙醇量、提高碱量、升高氢气压力等均对反应有促进作用。在实验条件下,UV-P有较好的稳定性,当延长加氢反应时间,UV-P也不会发生过度氢解。在优化条件下UV-P收率可达90%,纯度达98%。     

4-异丁基苯乙酮加氢-羰基化合成布洛芬

采用CuO-ZnO/Al2O3纳米铜基催化剂催化4-异丁基苯乙酮(IBAP)加氢制备1-(4-异丁基苯基)乙醇(IBPE);然后以PdCl2/PPh3/CuCl2为催化体系,将IBPE经羰基化反应合成2-(4-异丁基苯基)丙酸(布洛芬)。研究结果表明:在反应温度80℃,氢气压力1.5MPa,n(H2)∶n(IBAP)=40∶1,液空速0.30h-1的条件下,IBAP的加氢转化率为100%,IBPE收率达到93.6%。以盐酸为酸性介质、丁酮为溶剂,在温度100℃,CO压力5.5 MPa,反应时间24h的条件下,IBPE羰基化合成布洛芬,IBPE的转化率为100%,布洛芬收率达到72.9%。     

木质纤维素酶水解技术的研究

在我国可大量转化乙醇的是纤维质材料,纤维质材料转化乙醇的关键问题是纤维质转化为糖的过程．木质纤维原料酶水解是利用木质纤维原料产糖的关键步骤之一．作者对纤维素酶及其水解木质纤维原料作用机制、纤维素酶的生产、木质纤维原料酶水解的影响因素作了全面综述,并对提高木质纤维原料酶水解效率和降低水解成本的途径进行了讨论．     

微波辐射下玉米秸杆酸水解糖化的研究

在微波辐射条件下,对玉米秸杆进行酸水解糖化实验,考察了硫酸质量分数、液固比、微波辐射时间、 压强、功率等因素对还原糖收率的影响。实验结果表明,微波辐射条件下,随着硫酸质量分数、固液比、辐射时间、压 强、功率的变化,还原糖收率都存在着一个先增加后减少的趋势。硫酸质量分数2%、液固比15.0、微波辐射时间40 min、压强0.3MPa、功率225.0W,在此条件下玉米秸杆酸水解还原糖收率达到最大值为21.8% 。     

微波处理对玉米芯酶法制备低聚木糖的影响

用酸法、碱法、双氧水法处理玉米芯,比较了经微波处理与不经微波处理的酶解液的主要成分、提取率和还原糖的含量.结果表明:不经微波处理直接酶解其木聚糖提取率和还原糖含量最高的是双氧水法处理;经微波处理后酶解其木聚糖提取率和还原糖含量最高的是碱法处理;TLC结果显示玉米芯酶解液的主要成分为木二糖.     

微光波对水葫芦水解糖化的促进机理研究

利用色质联机和扫描电镜等微观分析手段,研究了微波时间、功率和光波组合等对水葫芦理化性质、还原糖产量和水解副产物的影响规律.水葫芦叶子经过蒸汽加热和NaOH预处理后,酶水解的还原糖产量仅为239 mg（每100 mg底物）;而联合了微光波预处理后,可提高到311 mg（每100 mg底物）,使还原糖产量提高了301%.在微波和光波组合比例为30∶70（总功率700 W）、加热时间1 min时,得到了554%的理论最大还原糖产量.当微波功率过高或时间过长时,在预处理阶段由半纤维素水解生成的大量木糖进一步分解,导致乙酸、丁酮和糠醛等有害小分子副产物增加,对后期酶水解糖化和发酵产酒精造成不利影响.     

硫酸亚铁/微波辐射稀酸水解玉米秸秆产生还原糖

采用微波辐射,在金属盐硫酸亚铁为助催化剂的条件下,对玉米秸秆进行稀酸水解制备还原糖的研究,考察了硫酸亚铁质量分数、硫酸质量分数、液固质量比、微波辐射功率、微波辐射时间和微波辐射压力对水解制备还原糖产率的影响。结果表明,硫酸亚铁质量分数3%、硫酸质量分数2%、液固质量比15、微波辐射功率187.5W、微波辐射时间30min、微波辐射压力0.3MPa为最佳水解条件,在此条件下还原糖产率可达38.5%,与无金属盐时的微波辐射稀酸水解方法相比,还原糖产率增加了1.1倍,与无微波辐射时的稀酸水解方法相比,还原糖产率增加了2.8倍。     

基于降解秸秆的解纤维梭菌与活性污泥的人工菌系研究

通过汽爆、粉碎2种不同预处理方法处理秸秆,并用解纤维梭菌与活性污泥所构的人工菌系对其进行降解,通过比较秸秆的降解率及人工菌系的产气率,分析不同接种顺序对发酵体系的影响。试验结果表明,先接种解纤维梭菌或同时接种解纤维梭菌和活性污泥的降解效果及产气率都要大于先接种活性污泥的菌系。     

Pretreatment of Corn Stalk by Steam Explosion

A steam explosion pretreatment,which is one of the best ways of pretreating plant stalk,is applied at various severities to corn stalk.It could effectively modify the super-molecular structure of com stalk and defibrat-ing corn stalk into individual components.The relationship between yield of reducing sugar and the operating con-ditions,including temperature,pressure of steam explosion pretreatment and acidity,is also established.Experi-mental results prove that the steam explosion substantially increases the yidld of reducing sugar,and the optimal condition for steam explosion is as follows;the pressure is 2.0MPa,the pressure-retaining time 300s,the initial acid concentration 1%and the acid treatment time 24h.     

玉米芯在常温下的水解动力学研究

为解决可渗透反应墙固定化硫酸盐还原菌原位治理酸性矿井水的碳源问题,以玉米芯为材料,通过模拟废水条件下单因素实验,分析温度、质量浓度、pH值、时间等参数对玉米芯水解液中还原糖含量的影响.根据玉米芯水解实验数据建立了玉米芯水解动力学模型,产糖率CG =k1·（e-k1t-e-k2t）/（k2-k1）,mg/g;确定了不同温度下还原糖生成速率以及降解速率常数;玉米芯水解活化能Ea为33 342.213 kJ/mol;指前因子为3.068×105.说明玉米芯作为缓释碳源在中低温条件下易水解,为以玉米芯固定SRB方法治理酸性矿山废水提供了理论依据.     

木质纤维素水解物生物脱毒的研究进展

利用木质纤维素通过稀酸处理生产乙醇的过程中会产生大量影响发酵的毒素物质,而筛选特异性微生物选择性地去除这些酵母发酵代谢抑制物,是一种经济环保的脱毒方法。本文综述了近年来木质纤维素水解物生物脱毒的研究进展,系统地介绍了木质纤维素稀酸水解物的构成和水解物毒素的形成及毒性作用,分析了脱毒菌株的筛选途径及微生物脱毒效应,阐述了生物脱毒微生物与发酵酵母的协同效应以及耐毒或脱毒代谢工程菌的构建,提出了木质纤维素水解物微生物脱毒发酵生产乙醇的研究方向,并对未来的发展前景进行了展望。     

CO2加压高温液态水预处理向日葵秆

以向日葵秆为原料,采用高温液态水进行预处理以提高后续纤维素酶水解糖收率。考察了温度、时间和加压方式对还原糖收率的影响。结果表明,原料经预处理后,酶解糖收率增加明显。原料经200 ℃、20 min预处理后,总糖收率达83.0%;与N2相比,CO2加压高温液态水低温短时间处理具有催化效果。最后,通过XRD和SEM表征方法,对预处理前后向日葵秆微观变化情况进行了分析