以离子液体为溶剂的木质纤维素预处理研究

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1、北京化工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：重￡垒日期：兰!!箩!J!¨关于论文使用授权的说明学位论文作者完全了解北京化工大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京化工大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全

2、部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。口论文暂不公开(或保密)注释：本学位论文属于暂不公开(或保密)范围，在一年解密后适用本授权书。t]-=ll三暂不公开(或保密)论文注释：本学位论文不属于暂不公开(或保密)范围，适用本授权书。日期：声口J『乒．5．≥莎砂。叭r．∥学位论文数据集IIMLIIIlilIIIIIIJlIIIIIIIIIIIILLLIIIIIIIlY2628607中图分类号TQ352．78学科分类号430．10论文编号1001020140S57密级公开学位授予单位代10010学位授予单位名北京化工大学码称作者姓名于广益学号2011200557获学位

3、专业名称材料科学与工程获学位专业代码080500课题来源国家863课题研究方向水处理论文题目以离子液体为溶剂的木质纤维素预处理研究关键词离子液体，微波，木质纤维素水解，超浓酸论文答辩日期2014052S·论文类型应用研究学位论文评阅及答辩委员会情况姓名职称工作单位学科专长指导教师魏刚教授北京化工大学水处理评阅人1徐斌教授北京化工大学电化学评阅人2熊蓉春教授北京化工大学水处理评阅人3评阅人4评阅人5懒员蝴吕战鹏研究员上海大学材料科学答辩委员1杨儒教授北京化工大学无机非金属材料答辩委员2赵景茂教授北京化工大学电化学答辩委员3吉静副教授北京化工大学材料答辩委员4熊金平副教授北京化工大学电化学答辩委

4、员5征：一．四．论文类型：1．基础研究2．应用研究3．开发研究4．其它中图分类号在《中国图书资料分类法》查询。学科分类号在中华人民共和国国家标准(CB／T13745-9)Ⅸ学科分类与代码》中查询。论文编号由单位代码和年份及学号的后四位组成。摘要以离子液体为溶剂的木质纤维素预处理研究木质纤维素是最丰富的生物质资源之一，具有存量大，易获得，可再生等优良特性，被认为是最有可能取代石油、煤炭等化石资源的物质。利用木质纤维素制备燃料乙醇是缓解能源危机的有效途径，而其中最关键的步骤就是木质纤维素的预处理。本文结合酸水解和酶水解预处理工艺，引入离子液体作为溶剂，设计了不同的预处理方法，并以还原糖收率为指标

5、考察了不同因素对预处理工艺的影响，确定了最佳预处理工艺条件。首先研究了以玉米秸秆为原料，离子液体作为溶剂，直接加入微量的酸和水催化水解木质纤维素的预处理工艺。考察了不同种类的离子液体、加热方法、酸浓度、秸秆固液比、补水量、加热温度对秸秆酸催化转化过程的影响，确定的最佳工艺为：常压条件下在密闭容器中，微波加热，自制离子液体[BMIM]C1为溶剂，浓度为O．5％的H2S04作催化剂，秸秆固液比为0．08：1，体系补水量为0．25ml·g～，加热至150℃，相应条件下的还原糖收率为35．5％，其与以水为溶剂、常规加热方法预处理秸秆的方案相比，还原糖收率提高15．7％。其次研究了在常温常压条件下浓度

6、超过37％的盐酸．离子液体体北京化工大学硕士学位论文系的制备，并利用该体系对秸秆进行预处理，结果还原糖收率仅为10．5％，但秸秆消解率接近100％。仅以浓盐酸作为溶剂预处理秸秆，其最优化条件：温度为75℃、固液比为1：10、压力为1．5atm，相应条件下的还原糖得率为35．8％。此外分别对浓酸水解以及离子液体作为溶剂的酸催化体系水解的动力学进行讨论，离子液体为溶剂的酸催化体系的Ea值有明显降低，反应更易于进行。最后探讨了对离子液体“溶解一再生”后的玉米秸秆进行酶水解的预处理工艺。考察了酶水解阶段不同温度、固液比、pH值、酶用量对秸秆还原糖收率的影响，确立最佳反条件为：温度50。C、秸秆固液比

7、为1：20、pH值为5．O、酶用量为l：l，相应条件下的还原糖收率为45．7％，而未经离子液体溶解过的秸秆进行酶水解，还原糖收率为36．5％。关键词：离子液体，微波，木质纤维素水解，超浓酸摘要HYDRoLYSIS0FSTRAWWTTHACIDASCATAIYSTINIONICLIQUIDAbstractLignocellulosebelongstothemostusefullbiomassresources，