蔗渣/LiCl/DMAc溶液体系及其纤维素接枝聚丙烯酰胺的制备

为了发展利用植物生物质资源,采用将蔗渣溶于LiCl/DMAc体系并利用溶解于其中的物质与丙烯酰胺进行均相接枝反应以制备蔗渣接枝聚丙烯酰胺。结果表明蔗渣在160℃活化1h,烘干后与100g/L的LiCl/DMAc体系以固液比1∶50混合,然后在160℃加热4h的条件下可以取得81.3%的溶解率。溶液中不但含有纤维素,而且含有半纤维素和木质素。该溶液在30℃、N2环境且丙烯酰胺分两次投料的条件下进行共聚的接枝率达到62.86%。进一步的实验表明蔗渣接枝物的主要成分是纤维素-g-聚丙烯酰胺。这为植物生物质的高值化利用提供了新的途径。     

生物质化学组分及其液化残渣的热重行为

分别对木粉主要组分（纤维素、半纤维素和木质素）及其在相同液化条件下的液化残渣的热重行为进行了研究。热重实验结果表明,木粉主要组分的热稳定性为：木质素 > 纤维素 > 半纤维素。木粉的热解过程可以认为是这3种主要组分热解行为的综合：木质素的热解比较缓慢,热解温度区间最宽,主要失重温度为250～630 ℃;而纤维素和半纤维素的主要热解温度分别为332～383 ℃和236～333 ℃。在液化反应过程中,木粉主要组分发生降解从易到难的顺序为：木质素 > 半纤维素 > 纤维素。在木粉的液化过程中,快速液化阶段主要与半纤维素和木质素有关,而液化残渣率的高低主要与纤维素液化程度有关。     

离子液体[bmim]Cl对甘蔗渣中纤维素的溶解与再生

研究了利用离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([bmim]Cl)对甘蔗渣中的纤维素直接溶解并再生,考察了温度、NaOH浓度以及溶解时间对溶解率的影响,同时分别通过FT-IR、X射线衍射及热失重对再生纤维素的结构、结晶性及热性能进行了研究。实验表明:温度80℃、NaOH浓度为1%、溶解时间为1.5 h时,离子液体[bmim]Cl对甘蔗渣有最好的溶解性,溶解率可达到48%。离子液体主要溶解甘蔗渣中的纤维素,且为非衍生化的直接溶解,再生后的纤维素结晶形态由纤维素Ⅰ变为Ⅱ,热稳定性能同纯纤维素相比有所降低。     

LiCl/DMAc体系对蔗渣的溶解性

LiCl/DMAc体系是近年来日益受到重视的纤维素非水溶剂,但其溶解植物生物质,如蔗渣的情况却鲜有报道。本文从活化时间、固液比、LiCl浓度、加热时间及加热温度5个方面对LiCl/DMAc体系溶解蔗渣的行为进行研究。结果表明最佳溶解条件为:蔗渣160℃活化1h,烘干后取400mg与10%LiCl/DMAc溶液20mL按固液比1:50g/mL混合,160℃加热3h后,蔗渣溶解率可达81.8%。这为均相条件下利用蔗渣进行高效衍生化提供了有前景的发展方向。