论文部分内容阅读
玉米秸秆是一种来源广泛、廉价的可再生资源。在我国大多数地区一般做焚烧处理,造成资源的极大浪费。玉米秸秆中含有大约20%的木聚糖半纤维素和40%的纤维素,因此研究对玉米秸秆纤维素预处理技术产生还原糖,进一步发酵生产燃料乙醇,对开发新能源和保护环境具有非常重要的现实意义。三种离子液体通过一步季铵化反应合成出来,这种烷基化反应的优点是:卤代烃价格便宜;取代反应可以在完全反应后很容易被除去;而且形成的卤代盐其阴离子很容易被其它阴离子取代,生成新型离子液体。合成出的离子液体有:1-烯丙基-3-甲基咪唑氯([AMIM]CI)、1-苄基-3-甲基咪唑氯([BZMIM]CI)和1-乙基-3甲基咪唑磷酸二乙脂([C2MIM][(Et0)2PO2]),并由核磁共振进行检测。使用显微镜观察滤纸纤维素在以上三种离子液体中溶解情况,发现[AMIM]CI在对纤维素溶解温度、时间等方面性能最优。由于木质纤维素原料成分复杂,本身具有很高的结晶度和聚合度,影响了纤维素酶有效地将纤维素水解成可利用的还原糖。离子液体作为不挥发绿色有机溶剂,具有溶解纤维素和其它有机化合物的良好性能。由于离子液体的蒸汽压极低,相对于其它有机溶剂来说,其无毒、不挥发性相对环境友好。本课题用[AMIM]CI预处理玉米秸秆,玉米秸秆能够快速溶解在[AMIM]CI中,对玉米秸秆在[AMIM]CI中溶解前后的红外光谱分析发现,[AMIM]CI能迅速进入玉米秸秆中纤维素结晶区,纤维素不发生衍生化。经过离子液体[AMIM]CI在85℃下4 h预处理过的玉米秸秆,通过向其中加入去离子水,纤维素很快从均相的离子液体中析出。通过离子液体预处理再生玉米秸秆纤维素与稀硫酸预处理玉米秸秆的酶水解单因子分析比较,在相同条件下,水解所得还原糖产率前者是后者的1.8倍。离子液体[AMIM]CI预处理再生纤维素适宜的水解条件是:酶浓度20 ~30FPU/g ,底物浓度60 g/L (w/v),温度45°C, pH 4.8,糖化时间18~24 h。