【摘 要】
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组成木质纤维素生物质的三大主要组分（纤维素、半纤维素和木质素）互相交织在一起,形成复杂的网状结构。其中,半纤维素是一种组成单体丰富、含量仅次于纤维素的糖类高聚物,具有重要的利用价值。但是,由于生物质中的半纤维素与纤维素、木质素以不同键合形式形成复合体,再加上其自身具有的复杂支链、直链,无定形结构,使得半纤维素的分离提取较为困难。此外,半纤维素的无定形结构,使得在提取、转化过程中极易被破坏,导致了其
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组成木质纤维素生物质的三大主要组分（纤维素、半纤维素和木质素）互相交织在一起,形成复杂的网状结构。其中,半纤维素是一种组成单体丰富、含量仅次于纤维素的糖类高聚物,具有重要的利用价值。但是,由于生物质中的半纤维素与纤维素、木质素以不同键合形式形成复合体,再加上其自身具有的复杂支链、直链,无定形结构,使得半纤维素的分离提取较为困难。此外,半纤维素的无定形结构,使得在提取、转化过程中极易被破坏,导致了其转化利用较困难。为解决上述问题,本硕士论文开展了以下研究:首先,以玉米秸秆为原料,研究了不同预处理方式对提取半纤维素的影响。分别采用水、乙醇、甲苯-乙醇为溶剂,对玉米秸秆进行索氏提取预处理,以去除其中的水溶性和脂溶性物质;另外,采用乙酸-亚氯酸钠对玉米秸秆进行处理,以破坏其中的木质素。预处理后再采用NaOH溶液从预处理后剩余的残渣中提取半纤维素。研究结果表明,对玉米秸秆进行预处理能提高半纤维素的纯度,同时能降低色值,但是会降低半纤维素热稳定性。其中水索氏提取预处理后碱液提取得到的半纤维素纯度最高（68.09%）且分子量最大（58434）;由乙酸-亚氯酸钠预处理后提前得到的半纤维素色值最低,颜色为灰白色。其次,采用浓度为1、3、5、7和10%（w/v）的NaOH溶液依次处理玉米秸秆以提取其中的半纤维素。研究结果表明,1%的NaOH溶液提取的半纤维素分子量（25260 D）和纯度（39.70%）最低,但是分支度（0.33）、热稳定性和色值（1844988）最高。10%的NaOH溶液提取的半纤维素分子量（48254 D）最高,分支度最低（0.16）。最后,以碱提半纤维素为原料,探究了乙酸浓度、AlCl3·6H2O浓度、温度和时间对糠醛产率的影响。研究结果表明,乙酸和AlCl3·6H2O均能促进糠醛的生成。其中较优的反应条件为5%乙酸+3%AlCl3·6H2O,在180℃处理120 min,此时,糠醛产率最高,为91.54 mol%。
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