【摘 要】
:
木质纤维素作为一种丰富的可再生资源,有望通过转化为生物质能源及多种化学品,替代当前普遍使用的化石原料。因此利用多种技术策略提高木质纤维素全组分高效利用和转化成为近年来的研究热点和重点。本论文基于现有的白腐真菌预处理木质纤维素增效酶解糖化的研究基础,拟研究不同生物质的木腐真菌/低温共熔溶剂(DES)耦合预处理技术,以进一步提高木质纤维素的酶解糖化效率,同时使用固定床热裂解技术将木质素残渣转化为高附加
论文部分内容阅读
木质纤维素作为一种丰富的可再生资源,有望通过转化为生物质能源及多种化学品,替代当前普遍使用的化石原料。因此利用多种技术策略提高木质纤维素全组分高效利用和转化成为近年来的研究热点和重点。本论文基于现有的白腐真菌预处理木质纤维素增效酶解糖化的研究基础,拟研究不同生物质的木腐真菌/低温共熔溶剂(DES)耦合预处理技术,以进一步提高木质纤维素的酶解糖化效率,同时使用固定床热裂解技术将木质素残渣转化为高附加值的生物油和生物炭。主要研究结果如下:探究了不同木腐真菌/DES耦合预处理对毛竹和马尾松酶解糖化效率的影响规律,提出了显著提升毛竹酶解糖化效率的白腐真菌P.vitreus/氯化胆碱-乳酸(ChCl-Lac)耦合预处理技术和提升马尾松酶解糖化效率的褐腐真菌L.cremeiporu/ChCl-Lac耦合预处理技术。并成功地将木质素残渣转化为生物油和生物炭。P.vitreus/ChCl-Lac-100℃耦合预处理毛竹后,酶解糖化效率达到332.20 mg/g基质,L.cremeiporu/ChCl-Lac-100℃耦合预处理马尾松后,酶解糖化效率达到517.00 mg/g基质,相比于未处理的毛竹和马尾松原料,两者分别提高了202.14%及165.13%,表明木腐真菌/ChCl-Lac耦合预处理技术能够显著提高酶解糖化的效率。同时将酶解残渣及溶解于ChCl-Lac的木质素残渣进行了热裂解转化研究,其生物炭最高产率达25%,生物油产率达60%。通过组分测定、傅里叶变换红外(FT-IR)、场发射扫描电镜(FESEM)及Py-GC/MS表征技术对木腐真菌处理及ChCl-Lac处理样品的结构和形貌影响进行了探究。研究发现,毛竹经P.vitreus预处理后,木质素组分下降,在FT-IR中木质素的吸收峰强度降低,Py-GC/MS及热解油中C_α-OH氧化产物增多,表明P.vitreus降解了部分木质素,并对木质素-C_α进行了氧化修饰;而马尾松经L.cremeiporu预处理后,半纤维素和纤维素组分下降,FT-IR中木质素的吸收峰强度增高,且-OH基团的O-H的伸缩振动增强,并在Py-GC/MS及热解油分析发现双酚类产物,表明L.cremeiporu在预处理过程中对木质素组分进行了脱甲基修饰。FESEM观察发现经ChCl-Lac在100℃及120℃处理后,木质纤维素的结构发生明显的撕裂破坏,由原本的平整致密变得疏松。在生物降解与化学反应综合作用下,耦合预处理技术有效提高了纤维素酶对底物的可及性,提高了其酶解糖化效率。综上所述,所提出的生物质的木腐真菌/ChCl-Lac耦合预处理技术,结合纤维素酶解及固定床热裂解技术,能够显著提高木质纤维素全组分的转化利用效率。由此为多种生物质的全组分资源化利用提供了技术支撑,具有良好的应用前景。
其他文献
光遗传学是利用光来精准调节细胞生理功能的技术,具有高度的时间和空间特异性。光遗传学技术依赖于两个要素:光和光敏感蛋白,目前已有的光敏感蛋白主要对可见光响应,但是可见光的组织穿透深度较低限制了光遗传学的广泛应用。近红外光(Near infrared,NIR)具有组织穿透深的特性,但是缺乏对NIR响应的光敏感蛋白,使其不能直接应用于光遗传学。应用上转换纳米粒(Upconversion nanopart
催化热解技术是转化效率高的生物质热化学转化技术,可以有选择性地转化生物质形成不同目的产品,如生物燃油、生物基化学品等。本文以降低焦油产率、提高热解气产率以及热解气品质为目标,以松木屑为生物质热解原料,选择铈基化合物CeCl_3和CeO_2为催化剂,分别考察了添加不同比例的CeCl_3和CeO_2对松木屑原位催化热解的影响,与非原位催化对松木屑热解挥发分裂解作用的影响。原位催化热解实验催化剂比例选择
我国的火力发电行业严重依赖于煤、天然气、石油等化石燃料,在不可再生资源日益减少的大环境下,为了减轻温室效应,合理利用不可再生资源,燃煤电厂要尽可能地提高发电机组的热效率,因此超超临界(A-USC)技术的研究是十分必要的。由于超超临界发电机组蒸汽参数的逐渐提高,更加严苛的工况环境要求机组用钢具备更好的耐高温性能、抗热疲劳性能、抗高温氧化性能和抗烟气腐蚀性能等。在高温环境中长期服役后耐热钢的组织稳定性
与常规的污水处理技术和消毒技术相比,电化学水处理技术具高电催化活性和电化学氧化效率,因而在水处理领域具有广阔的应用前景。在本研究中,基于碳纳米管(Carbon nanotube,CNT)膜的优异的导电性和分离性能,通过二氧化钛(TiO_2)改性CNT材料,以期提升其渗透性和抗污染性;利用导电性的还原氧化石墨烯(Reduced graphene oxide,rGO)作为致密光滑且亲水的膜表面,以期提
金属酶在许多生命过程中起着至关重要的作用,它们可以催化许多不同类型的生物反应,具有高效性和高选择性。了解金属酶的催化反应机理可以对酶的改造和利用提供理论指导。近年来,随着量子化学理论方法以及计算机计算速度的飞速发展,量子力学/分子力学(QM/MM)组合方法已经成功地运用在阐述金属酶催化反应机理和选择性。在本论文中,我们采用QM/MM方法研究了细菌中含镍槲皮素双加氧酶的催化反应机理和催化选择性,取得
《普通高中语文课程标准(2017年版)》在学科核心素养、课程目标以及多个任务群中都强调对逻辑论证知识的掌握。语文逻辑知识的教学成为高中语文课堂上不可或缺的重要内容。众所周知,议论文是进行逻辑教学的重要载体。通过文献研究可以发现《劝学》作为经典的议论性文言文,语文学界对《劝学》的阅读教学进行了较多的研究,但是关于逻辑论证方面的研究却很少,还存在很大的研究空间。本文针对逻辑知识在议论文中的匮乏以及教材
旋转流场式陶瓷干法制粒工艺可在很大程度上改善陶瓷原料制备存在的高消耗、高污染、低产出等缺陷。但由于旋转流场式陶瓷干法制粒过程存在粉体固体回转区、粉体轴向运动强度低等现象,导致制备的颗粒流动性指数低、颗粒级配过于单一、颗粒组分不均等问题,造成坯体压制过程易气孔、开裂等现象。因此,针对旋转流场式陶瓷干法制粒过程存在的问题,分析旋转流场式陶瓷干法制粒过程流场特性及形态,揭示旋转流场式陶瓷干法制粒粉体均化
在实际工程中出现的立管、平台桩腿和大桥桥墩等简化成的单圆柱已经成为现在海洋工程结构中最常见的基本单元之一,国内外众多学者对单相无限长圆柱绕流展开了大量的研究工作。但在较低雷诺数条件下,有限长绕流、带有自由液面的绕流以及自由液面和端部效应相互作用下绕流的研究相对较少,此时流场的复杂性也对进行试验研究提出了新的更大的挑战。因此,采用合适的湍流模型进行数值模拟显得尤其重要,本文通过三维数值模拟,对上述三
放射治疗(RT)是一种重要的肿瘤治疗方法,但是具有若干限制,例如高剂量的X射线照射和恶性肿瘤的辐射耐受的而引起的全身副作用。用近红外光(NIR)照射进行的肿瘤的光热疗法(PTT)是另一种微创治疗方式,但是当前的研究主要集中在Ⅰ型NIR(NIR-1)窗口(700-950nm)。研究报道,通过使用精心设计的多功能纳米复合材料实现RT与PTT组合,达到癌症的高效协同热放射治疗。然而,获得生物相容性多功能
非连续颗粒增强钛基复合材料因具有加工容易、成本低和综合性能好等优点,而具备广阔的应用前景。本文利用TiB+TiC+La_2O_3三元颗粒增强IMI834钛基复合材料,开展了微观组织观察、室温拉伸和裂纹扩展试验,研究了增强体体积分数对钛基复合材料显微组织、力学性能和裂纹扩展行为的影响规律,阐明了增强体对材料断裂和裂纹扩展的影响规律,揭示了增强体在钛基复合材料中拉伸和裂纹扩展中的作用机制。本课题通过原