显微技术在木质纤维素生物质预处理 研究中的应用进展

木质纤维素生物质细胞壁中主要组分(纤维素、半纤维素和木质素)相互交织形成的网状结构是生物质转化过程中的天然抗降解屏障。有效的预处理能打破这种屏障,提高酶水解转化效率。显微技术包括显微镜技术和显微光谱技术,能够在多尺度下展现木质纤维素生物质在预处理中细胞壁微观结构变化和组分含量等信息。笔者介绍了原子力显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、显微拉曼光谱等显微技术在木质纤维素生物质预处理过程研究中的应用。利用显微镜技术可直接观察预处理中细胞壁表面结构的变化,并分析其对酶水解可能产生的影响; 利用显微光谱技术可原位分析预处理对细胞壁组分化学结构与超微结构的影响; 多种显微技术组合弥补了单一手段的不足,可获得木质纤维原料生物构造、组分含量及分布等方面更为详细的信息。     

竹木质纤维素吸附水溶液中铅离子的研究

采用盐酸对竹木质纤维素进行改性,研究其吸附水溶液中铅离子的性能。采用傅立叶红外(FT-IR)对其结构进行了表征。研究了溶液pH、吸附时间、吸附剂用量、溶液浓度等对吸附容量的影响。实验结果表明,4 h后达到吸附平衡,在Pb(II)溶液浓度在100 mg/L时,pH在4.5~5.5范围内时达到最大吸附量,盐酸改性的竹木质纤维素吸附性能较高,表明HCl改性后的竹木质纤维素吸附性能得到提高。利用竹木质纤维素来吸附重金属离子,具有绿色环保,无污染点成本低廉等优点,具有良好的应用前景。     

生物乙醇生产及木质纤维素稀酸预处理的研究进展(英文)

作为一种汽油替代品,液体燃料因其可持续及环境友好的特点引起了人们的广泛兴趣.文中介绍了几种能够替代汽油的液体燃料:生物甲醇、生物乙醇和生物丁醇,指出生物乙醇最具潜力.对生产生物乙醇的原料进行了概述,指出由于政策性限制,使用淀粉或糖来生产乙醇受到制约,因此人们转向利用木质纤维原料来生产乙醇.在分析了各种木质纤维原料不同的预处理方法后,指出稀酸或稀酸与蒸汽爆破相结合的方法具有经济可行性,但稀酸预处理木质纤维易产生糠醛、羟甲基糠醛、木素小分子等发酵抑制物,因此在未来设计生物质转化液体燃料时要考虑减少这类物质的生成,降低其后续影响.     

木质纤维原料生产燃料乙醇技术路线研究

分析木质纤维原料转化为燃料乙醇过程存在的障碍。结合国内外最新研究进展,提出杏鲍菇栽培-乙醇生产、黄孢原毛平革菌液态发酵预处理-乙醇生产、白蚁酶降解-乙醇生产3条潜在可行技术路线。     

纤维质原料生物量全利用与生态工业的研究

７０年代初，石油危机曾推动刚刚兴起的生物技术大力研究纤维质原料综合利用技术，各发达国家纷纷建立起了专科研究机构。我国在“六五”、“七五”期间曾掀起高潮，由于技术经济关久攻不破，效益差的现实使这一刚刚燃起的火焰萎缩下来。如何走出当前研究的低谷？本文首先分析了纤维质原料生物量全利用的内涵及其存在的问题，进而提出了生态工业的概念设计及其发展模式。     

白腐菌胞外羟自由基清除物质的产生

对白腐菌降解木质纤维素过程中产生的胞外清除羟自由基物质进行了初步研究.结果表明:木质纤维素基质的白腐菌胞外降解液具有一定的羟自由基清除作用,清除率最高可达46.13%,其中的主效物质成分为胞外多糖,其在整个羟自由基清除效率中所起作用的比例达70%左右;其次为木质纤维素白腐菌降解产物(如酚、醛、酮及芳香酸类等).合成培养基中添加木质纤维素基质后,白腐菌胞外多糖量同天最多可提升0.99g/L,其清除羟自由基的单位能力同天最大提升7%,说明木质纤维素白腐菌降解与清除自由基物质的产生及白腐菌自身防御机制有一定的关联.     

白腐菌选择性降解秸秆木质纤维素研究

通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）分析和Van Soest法测定木质纤维索含量，研究了三株不同种属白腐菌BP2，CD1和AX3在50d培养期中降解玉米秸秆木质纤维素的能力及规律．试验结果表明：三株白腐菌对玉米秸秆木质纤维素的降解均具有一定的先后顺序和选择性，先降解半纤维素和木质素，再同时降解半纤维素、纤维素和木质素；从降解比例来看，白腐菌对半纤维素和木质索具有很好的降解优势和降解选择性，50d时相对于纤维素的缓慢降解（降解率13．3％～19．1％之间），三株菌对半纤维素（降解率32．1％～44．9％之间）和木质索（降解率33．9％～55．4％之间）降解更快，半纤维索的降解选择性可达0．41～0．49．     

酸性阳离子交换树脂催化降解木质纤维素制备可还原糖

 为研究木质纤维素中不同组分的降解规律,以自制强酸性阳离子交换树脂为催化剂,对秸秆、蒸汽爆破预处理秸秆和微晶纤维素(MCC)进行降解处理研究。考查了催化剂用量、反应温度、反应时间等对秸秆降解反应的影响,比较了纤维素和半纤维素降解效果。研究结果表明,在微波加热条件下,以离子液体[Amim]Cl 为溶剂时,当催化剂与木质纤维素质量比为1∶1、反应温度为140~160℃、反应时间为20~40 min 时,总还原糖收率最高可达92%且半纤维素较纤维素易于降解,在140℃反应30 min,木糖收率最高为47.3%,在160℃反应40 min,葡萄糖收率最高可达45.8%。比较木屑、蒸汽爆破预处理的木屑和微晶纤维素催化降解情况,结果表明,酸性阳离子交换树脂对它们均具有有效的催化效果,其中微晶纤维素降解效果最好。     

CSLF法提取蔗渣半纤维素工艺条件的响应面优化

利用中心组合设计法(CCD),对蔗渣半纤维素的纤维素溶剂的木质纤维素组分分离(CSLF法)进行优化.在单因素实验的基础上,确定磷酸质量分数、磷酸蔗渣液固比和水浴温度是影响蔗渣半纤维素提取的3个关键因素.以半纤维素提取率为响应目标,采用CCD和响应面分析法(RSM),确定CSLF法半纤维素的最佳提取工艺:磷酸质量分数为83%,磷酸蔗渣液固比为8.95 mL·g^-1和水浴温度为48.94 ℃.结果表明:蔗渣半纤维素提取率可达到75.29%,比优化前提高9%.     

木质纤维素气凝胶在离子液体中的制备及表征

 为制备一种新型的木质基新材料,采用离子液体将木粉溶解,经循环冻融工艺处理结合临界点干燥即得木质纤维素气凝胶。采用扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）和X 射线衍射仪（XRD）对制备的木质纤维素气凝胶的微观形貌和结晶特性进行分析表征。结果表明,制备出的木质纤维素气凝胶具有的三维纤丝网状结构,通过冻融循环可以逐渐增强为片状结构,纳米纤丝的网络支架影响了气凝胶的多层级微米-纳米形貌;木质纤维素气凝胶的结晶度随冻融次数的增加呈先增加后减小的变化趋势;并阐释分析了木质纤维素气凝胶的形成机理。