【摘 要】
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木质纤维素生物质由于其可再生性以及转化过程的碳中性而逐渐得到关注。木质纤维素生物质由木质素、纤维素和半纤维素组成,是最大的非粮可再生碳源。纤维素和半纤维素作为多糖可被转化为乙醇等生物质能源,木质素因其高含量的芳烃结构和独特的性质被用来制备小分子芳香族化合物以及先进材料。本文围绕木质纤维素生物质的三种组分,研究了基于离子液体预处理生物质的糖转化和木质素的高值化应用。1.使用一种蒸馏通气装置,在稀的离
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木质纤维素生物质由于其可再生性以及转化过程的碳中性而逐渐得到关注。木质纤维素生物质由木质素、纤维素和半纤维素组成,是最大的非粮可再生碳源。纤维素和半纤维素作为多糖可被转化为乙醇等生物质能源,木质素因其高含量的芳烃结构和独特的性质被用来制备小分子芳香族化合物以及先进材料。本文围绕木质纤维素生物质的三种组分,研究了基于离子液体预处理生物质的糖转化和木质素的高值化应用。1.使用一种蒸馏通气装置,在稀的离子液体水溶液和回收的离子液体水溶液中进行了有效的生物质预处理。研究了四种生物质类型:柳枝稷、芒草、高粱和松树。最佳预处理温度为120℃。X射线衍射（XRD）用于测量生物质和离子液体（IL）之间的相互作用。应用小角中子散射（SANS）监测湿生物质样品中预处理后孔隙结构的变化。通过高效液相色谱（HPLC）测量酶解后的糖含量,评价预处理的效果。2.采用酶解-温和酸解法（EMAL）提取了不同生物质的木质素,分别是柳枝稷、芒草、高粱、松木、玉米芯和桉木。使用小角中子散射（SANS）、31P NMR和2D-HSQC研究了这几种木质素与不同溶剂DMSO-d6、0.1 N Na OD溶液和Ethylene glycol-d6之间的相互作用。SANS在二甲基亚砜（DMSO）和乙二醇（EG）溶液中观察到木质素聚集体。聚集程度由脂肪族和酚羟基含量的比率确定。在0.1 N Na OD中,另一个因素参与木质素的溶解和聚集,它是羧基和酚羟基的电离。3.使用反溶剂/溶剂交换法制备了50-200 nm的纳米颗粒（LNPs）,使用动态光散射（DLS）、小角中子散射（SANS）、原子力显微镜（AFM）观察木质素纳米颗粒的微观结构。其尺寸、形状和致密性是影响木质素纳米颗粒应用的重要因素。这些数据是从SANS数据中获得的。我们发现SANS和DLS之间的半径存在差异,这表明在水溶液中木质素纳米颗粒周围有一个大的水合壳。4.研究了木质素和木质素纳米颗粒的应用。研究和比较了玉米芯木质素和玉米芯木质素纳米颗粒的细胞毒性,证明了木质素纳米颗粒可以降低木质素细胞毒性。对芒草、高粱和玉米芯三种禾本科木质素,kraft、松木和桉木三种木本木质素等6个木质素进行了丙酮拆分,并研究了原始木质素、可溶于丙酮和不可溶于丙酮三类木质素的抗菌性能。
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