【摘 要】
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研究开发高效的生物质转化技术,替代日渐枯竭的石化资源,生产可降解的高分子材料或能源,对于保护资源和生态环境有着重大的意义。本文针对我国北方地区具有代表性的农作物秸秆-
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研究开发高效的生物质转化技术,替代日渐枯竭的石化资源,生产可降解的高分子材料或能源,对于保护资源和生态环境有着重大的意义。本文针对我国北方地区具有代表性的农作物秸秆-玉米秸,采用“绿色”溶剂——乙醇和水混合溶剂,在亚/超临界状态下进行反应,试验研究液化工艺并进行优化,同时对液化产物进行了初步分离及分析。
考察了不同液化条件对液化转化率及萃取率的影响。试验研究了在不同的温度范围(240~340℃),乙醇摩尔分数(0.21~0.79mol/mol),液固比(溶剂/玉米秸,15~5g/g)和反应时间(15-60min)下液化转化率和萃取率的变化趋势。
利用三因子二次正交组合设计探讨了反应条件与液化结果的规律性。通过对实验数据的回归分析,分别建立了液化转化率和萃取率的回归模型。采用统计选优法得出最优的液化工艺:温度为262~265℃,乙醇的摩尔分数为0.3~0.5mol/mol,液固比为10~13g/g。
采用不同极性的有机溶剂对液化产物进行初步分离,发现其中油溶物在极性较强的氯仿中溶解度较大,而水溶有机物在极性较弱的苯溶剂中溶解度较大。对油溶物、水溶有机物、残渣及玉米秸样品进行FTIR分析,发现液化过程中,纤维素,半纤维素及木质素都不同程度地发生了降解,其中油溶性产物的红外谱图中出现了新的芳环、杂环及醚类物质的吸收峰,水溶有机物中有糖类物质的吸收峰产生,因而液化后的产物可作为化工原料或微生物营养源而加以综合利用。
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