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随着环境污染加剧和能源短缺日益尖锐,人们急需寻找清洁可再生的能源来替代化石能源。近年来,利用秸秆制备燃料乙醇受到了广泛的关注。我国每年生产的农作物秸秆量高达6亿吨,如果能将这其中的部分秸秆转化为燃料乙醇,将带来十分巨大的社会效益与经济效益。利用秸秆制备生物乙醇首先需要通过酶水解获得可发酵糖,而水解前需要将秸秆进行预处理,以提高秸秆的水解效率。本课题以微晶纤维素、湖北稻草秸秆等为原料,利用超声、Fenton、超声/Fenton等手段对其进行预处理。主要研究内容及结论如下:(1)Fenton试剂中·OH的捕捉及产生规律。实验条件下利用水杨酸法可捕捉·OH,捕捉产物较稳定,捕捉产物的量可通过紫外可见分光光度计表征出来。Fenton试剂的最适配比关系为总体积100 mL,其中H2O2为3 mL时,FeSO4·7H2O的加入量为0.05 g。此条件下,反应生成·OH的速度由快变慢,在20 min左右最大。在超声作用下,体系中·OH的产生速率较快,并且前20 min超声作用下体系中·OH的产生量高于Fenton体系。(2)利用超声、Fenton、超声/Fenton等方法解聚MCC。处理结束后利用偏光显微镜观察,结果表明超声、芬顿及超声芬顿均可以使微晶纤维素的长度变短以及直径变小,表明芬顿试剂和超声均对微晶纤维素有解聚效果。利用超声与芬顿试剂联合处理进一步减小了微晶纤维素的长度与直径。实验分析了其处理前后聚合度变化,结果表明利用Fenton、超声、超声/Fenton等可使其由197分别降至166、137、125。实验还分析了微晶纤维素处理前后的结晶度变化,结果表明利用Fenton、超声、超声/Fenton等可使微晶纤维素的结晶度由88.0%分别降为85.6%,87.2%和84.9%。实验最后利用酶水解解聚前后样品,未经解聚样品的还原糖产率为3.7 g/100g,经Fenton、超声、超声/Fenton处理后微晶纤维素酶解后还原糖产率分别为8.1 g/100g、19.9 g/100g、22.7 g/100g,实验显示解聚后可较大程度提高其水解率。(3)利用超声、Fenton、超声-Fenton三种方法解聚湖北棉花秸秆、宜昌水稻秸秆、汉川水稻秸秆,并对三组分含量进行测定,测定结果表明利用超声、Fenton、超声-Fenton三种解聚方法均可以使纤维素含量升高,超声-Fenton法得到最高的纤维素含量。半纤维素可以被Fenton试剂氧化溶解,使其含量降低。超声空化效应和机械剪切作用可破坏木质素使其部分溶解,导致其它组分的相对含量升高。超声、Fenton联合使用,使纤维素组成升高,其他组分降低。选汉川稻草秸秆为对象。利用超声、Fenton、超声-Fenton三种方法解聚前后结晶度值分别为37.71%、35.19%、36.94%和32.55%;实验最后用酶对解聚前后的稻草秸秆样品水解,还原糖未经解聚样品的产率为32.38 g/100g,Fenton、超声、超声/Fenton处理后稻草秸秆酶解后还原糖产率分别为44.39 g/100g、39.18 g/100g、47.41 g/100g,实验显示其水解后还原糖得率在经解聚后可较大程度上升。