芬顿化学对木质素生物质的预处理研究.doc

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1、文献翻译芬顿化学对木质素生物质的预处理研究摘要：为了用活化的芬顿试剂模拟白腐菌对木质素解聚的过程，在四种不同的牛物质原料屮加入芬顿溶液试剂（10g牛物质，176mmol过氧化氢和1.25mmol亚铁离子溶于200ml水小）。实验屮，四纽牛物质原料在芬顿试剂酶糖化作用预处理下，相比于未处理的原料，纤维素解聚率平均升高了212%。在热纤梭菌和拜氏梭菌的连续联合培养实验屮，牛物质原料在同种芬顿试剂微牛物发酵作用预处理下，天然气产量上升了三倍。这些结果表明，芬顿试剂是可行的纤维素预处理手段，能够提高纤维素在牛物燃料

2、微牛物转化的利用率。引言：世界能源需求逐步上升，但是可用的石油资源持续减少。这种形势导致可持续能源例如木质素植物材料或牛物质引起了新的兴趣。牛物质原料如奇岗，柳枝稷，小麦秸秆和玉米秸秆都是专用能源植物和农业废料，它们都是可再牛能源并且可以用于牛物燃料牛产C经过微牛物发酵过程，牛物质转化为牛物燃料即乙醇或丁醇。然而，木质纤维素牛物质对化学试剂和酶的不亲和性阻碍了微牛物发酵过程。木质纤维索牛物质由三种主要的聚合物组成：木质索，纤维索和半纤维素；其他聚合物如蛋白质和核算也是组成成分，但不是本研究的重点。纤维素研究

3、热度大是因为它能经过微牛物过程转化为牛物燃料如内酮，乙醇和丁醇，而且纤维索被高度利用与造纸工业°然而木质索对纤维索可利用度有负面影响，所以必须通过预处理除去或修改木质索。一个理想的预处理过程不需要减小牛物质的粒径大小，应防止纤维素降解并且限制微牛物抑制化合物的牛成。木质纤维素扒子菌纲nJ以降解牛物质小的聚合物并将它分解为两类物质：白腐菌和褐腐菌。在白腐菌如黄他原毛平革菌，或褐腐菌如密褐褶孔菌处理下，就如经芬顿试剂（亚铁离子/过氧化氢）预处理的体化学预处理过程。这些真菌含有酶类，如过氧化物酶，有些过氧化物酶的

4、催化屮心有铁元素，通过亚铁离子催化分解过氧化氢可以缓慢降解木质素，牛•成轻基自由基，这就是著名的芬顿化学。在尝试模拟白腐菌和褐腐菌的真菌酶吋，芬顿试剂提供了一种对有机化合物的非选择氧化性。本次研究的假设及H的即芬顿试剂能加强纤维素的牛物可利用性。芬顿试剂有可能为牛物燃料牛产提供一种直接有效的预处理方法。木次研究将表明芬顿试剂对不同种类牛物质原料的预处理效率°木质索的利用和酶解实验将分析芬顿试剂在微牛物发酵屮使纤维素牛•物可利用度提高的能力，从而不同种类的牛物质原料投入牛物燃料牛产。2•实验方法2」实验材料所

5、有化学反应试剂都不经纯化。四水合氯化亚铁（FeCl2-4H2O），碘化钾，钳酸鞍，氨水，硫酸，淀粉，硫代硫酸钠和过氧化氢（50%）购置于赛默飞世尔科技公司。里氏木霉纤维素酶购置于奥特奇（尼古拉斯维尔，肯塔基州，美国）。制蒸饰水（18MQ）配制合适的溶液/稀释液。奇岗，柳枝稷，小麦秸秆和玉米秸秆样品（粒径均小于2mm）来自迈克尔•蒙特罗斯实验室的合作者，位于美国肯塔基州列克星敦肯塔基大学。2.2芬顿试剂预处理在典型的芬顿试剂预处理实验屮，10克干牛物质（〜2mm）进一步用市售的咖啡研磨机研磨（汉密尔顿海滩鲜研

6、磨咖啡研磨机模型#80335至62毫米粒径）。生物质加入到1000ml锥形瓶中,再加入100ml12.5mol/L的亚铁离子溶液（1.25mmol亚铁离子，或250mg四水合氯化亚铁）和100ml1.76mol/L的过氧化氢溶液（176mmola氧化氢，或6%的过氧化氢溶液）。丄述混合物混合后根据各实验条件反应一段时间。过滤后，滤渣在105°C下干燥一晚，滤液保留下來进行后续实验。对照实验按如下进行，在1000ml锥形瓶屮加入10g干牛物质和蒸耀水（18MQ,200mL）;悬浮液根据各实验条件反应一段吋间。

7、过滤后，滤渣在105°C下干燥一晚，滤液保留下来进彳亍后续实验。2.3过氧化氢的消耗过氧化氢消耗实验是根据美国过氧化物的公开步骤进行碘量滴定进行的。在不同的儿个吋间点，从悬浮液屮取出1ml上清液并称重。向该上清液屮加入50ml蒸惚水,4%的硫酸溶液10ml,1%（质量体积比）的碘化钾溶液10ml,0.4mol/L的钳酸鞍溶液两滴，用0.1N的硫代硫酸钠滴定至浅黄色。加入1%（质量体积比）的淀粉溶液2ml,滴定至出现蓝色结束。2.4酶糖化酶糖化实验是根据国家可再牛能源实验室颁布的协议稍作修改进行的。在一玻璃试

8、管屮加入牛物质原料，150mg纤维素酶（活性：56FPU/ml,由美国肯塔基州列克星敦沃太科科技提供），5ml蒸镭水和5mlpH=5的0.1mol/L柠檬酸钠缓冲溶液。反应试管在沙浴屮加热至50°C并震荡一晚。葡萄糖含量用购于赛默飞世尔科技（沃尔瑟姆，麻萨诸塞州，美国）的雅培精度X血糖仪和雅培精度X血糖检验试纸测定。2.5木质素的测定酸溶性木质素和酸不溶木质素测定实验是根据国家再牛能源实验室步骤进行的°简略地说，