h2o2_hcl预处理对小麦秸秆木质素去除及酶解性能研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：河北工业大学硕士学位论文H2O2/HCl预处理对小麦秸秆木质素去除及酶解性能研究论文作者：郝韶华学生类别：全日制专业学位类别：工程硕士领域名称：动力工程指导教师：黄超职称：教授资助基金项目：河北省自然科学基金（青年）B2013202113DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofPowerEngineeringEFFECTSOFH2O2/HCLPRETREATMENTONLIGN

2、INREMOVALANDENZYMATICHYDROLYSISOFWHEATSTRAWbyHaoShaohuaSupervisor：Prof．HuangChaoOctober2016ThisworksupportedbyNaturalScienceFoundationofHebeiProvince（youth）.B2013202113原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，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，本学位论文不包含任何他人或集体已经发表的作品内容，也不包

3、含本人为获得其他学位而使用过的材料。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人或集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：日期：2016年12月关于学位论文版权使用授权的说明本人完全了解河北工业大学关于收集、保存、使用学位论文的以下规定：学校有权采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供本学位论文全文或者部分内容的阅览服务；学校有权将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流；学校有权向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电

4、子版。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：日期：2016年12月导师签名：日期：2016年12月摘要本文针对秸秆制乙醇预处理技术中，存在效率低，能耗大以及高温预处理易产生副产物等问题，对提高秸秆木质素去除效果和酶解性能的方法进行了实验研究。以无二次污染的H2O2为预处理试剂，在中低温条件下，固液比为1:8，对小麦秸秆分别进行以下预处理，探索H2O2浓度、预处理时间和温度对小麦秸秆木质素去除和酶解效果的影响。首先在121℃，H2O2浓度范围为2%-8%下预处理60min；其次在6%H

5、2O2，预处理温度分别为60、80、121℃下处理60min；再次在4%、6%、8%H2O2，温度为121℃下预处理10-180min，最后对所有预处理后的小麦秸秆进行酶解，酶解条件为：底物浓度为3%，纤维素酶15mg（酶活为20万/U），pH为4.8的醋酸-醋酸钠缓冲溶液10mL。对预处理后秸秆进行木质素分析和酶水解的结果表明：H2O2浓度为6%，温度为121℃，时间为80min时，酶解48h后，酶解液的还原糖得率达到最大值为：28.05g/100gDM。此时木质素去除率为78.35%，干物质回收率为

6、54.11%。为了进一步提高秸秆的还原糖得率，本文还探索了秸秆先经H2O2初步处理后，再采用稀HCl进行第二步预处理的两步处理法。在固液比为1:8，对经过6%H2O2，121℃预处理80min后的小麦秸秆，在121℃下分别进行以下处理：首先在HCl浓度范围为0.2%-1.5%下预处理40min，其次在HCl浓度为0.4%、0.6%、0.8%下预处理5-50min，最后在酶解条件：底物浓度为3%，纤维素酶15mg酶活为20万/U，pH为4.8的醋酸-醋酸钠缓冲溶液中酶解。分析秸秆预处理后还原糖得率和酶水解

7、后还原糖得率，结果表明：121℃下，第二步预处理的HCl浓度为0.6%，预处理30min时，总糖得率达到最大，最大值为35.83g/100gDM。最后，为进一步分析H2O2和HCl对小麦秸秆作用机理，对不同预处理前后的小麦秸秆进行扫描电镜分析。扫描电镜分析表明，H2O2预处理后的小麦秸秆结构遭到一定程度的破坏，与60、80℃相比，预处理温度为121℃破坏程度显著提高。经过两步H2O2/HCl预处理后，小麦秸秆结构破坏程度加深，纤维素链状结构发生断裂，碎片增多，孔洞增加。关键词：小麦秸秆，H2O2/HCl

8、预处理，木质素去除，酶解糖得率，扫描电镜分析IAbstractThemethodsofimprovingoftheremovalefficiencyofligninofstrawandenzymatichydrolysispropertieswerediscussedinthispaper,againsttothemainproblemsinefficiency,high-energyconsumptionandeasytoproduceb