响应面优化邻苯二甲酸酐改性蔗渣纤维素研究

为了探究邻苯二甲酸酐改性蔗渣纤维素的最佳工艺条件,用响应面法对影响改性的主要因素酸酐投加量、超声波预处理时间、反应时间和温度进行优化,并对改性产物进行傅里叶变换红外光谱仪分析。结果表明:对改性有显著影响的是酸酐投加量、反应时间和反应温度;改性的最佳条件为酸酐投加量7 g,超声波预处理时间60 min,反应时间57 min,反应温度91℃,在此条件下测得羧基化产率为13.155%。红外光谱显示,反应产物于1 717 cm~(-1)以及1 286 cm~(-1)位置出现了比较明显的羧基特征峰。     

超声波辅助碱预处理蔗渣的研究

为了提高蔗渣的酶解产糖率,利用超声波辅助碱预处理蔗渣。碱处理的单因素实验和超声波辅助碱的正交试验表明,超声波辅助碱预处理蔗渣最佳参数为:碱的最佳浓度为1%、最佳处理时间为60 min、最佳处理温度为80℃。在超声波辅助碱预处理蔗渣最佳条件下,酶解产糖率的单因素实验最佳条件为:酶解最佳时间为30 h,最佳酶用量为6.0 FPU,最佳酶解温度为50℃。超声波辅助Na OH预处理蔗渣是一种能有效降低预处理温度,提高酶解产糖量,提高物料的可及性,提升生产效率,降低纤维素转化为乙醇生产成本的预处理方法。     

氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物在水相中的羧基功能化

利用水相悬浮聚合工艺制备了带有羧基官能团的氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物.研究了马来酸酐与乙醇酯化反应温度、反应时间等条件对马来酸单乙酯产率的影响规律,马来酸酐酯化产物在水油混合相中的混溶实验表明马来酸单乙酯具有亲水、亲油性能.利用水相悬浮聚合将马来酸酐酯化物加入到氯乙烯和醋酸乙烯酯中制得改性氯醋共聚物,随酯化物用量的增加,共聚物的平均粒径减小,酸值提高;同时,改性树脂涂膜后,涂层与铝基材间的附着力也相应提高.此外,FT-IR分析表明树脂中已成功引入羧基官能团.     

蔗渣乙醇预处理及其对酶解的影响

采用自催化乙醇法对蔗渣原料进行预处理,并通过傅里叶变换红外光谱、扫描电镜、X射线衍射仪对预处理样品进行分析,然后进行酶解.结果表明:蔗渣原料经乙醇预处理后,有大量木质素溶出和半纤维素水解;预处理样品的相对结晶度提高了32.97%;蔗渣纤维表面碎化,细小纤维暴露出来,极大地提高了酶解效率;当温度为195℃、乙醇体积分数为40%、保温时间为30min时,蔗渣原料木素去除率为57.97%,此时100g蔗渣原料经此预处理所得预处理液中的木糖量为8.59g,占原料中总木糖的35.16%,预处理样经酶解,所得酶解液中葡萄糖含量为40.29g,占原料中总葡萄糖的92.15%;初步实现了蔗渣原料中半纤维素和纤维素的逐步分离,同时得到大量乙醇木素;最优酶用量为10FPU/g(以每克固体浆料计),固液比为1∶40(g/mL).     

催化合成马来酸二辛酯的固体超强酸 SO42-/TiO2的制备

制备了固体超强酸SO42/TiO2替代用于合成马来酸二辛酯的硫酸、对甲苯磺酸催化剂,并与硫酸对甲苯磺酸的催化结果进行了比较.考察了硫酸浓度、浸渍时间、焙烧温度、焙烧时间对催化剂活性和反应时间对酯化反应的影响.结果表明,对于给定反应,当浸渍液硫酸浓度为0.5mol/L、浸渍时间为18h、在550℃下焙烧2h时具有最高的催化活性,用于马来酸酐和正辛醇的酯化反应可得无色透明的酯化产物,3h内酯化率达97.8%.     

活性炭负载杂多酸(PW12/C)催化合成1,4-丁二醇双马来酸AEO2双酯

以1，4-丁二醇，马来酸酐，十二醇聚氧乙烯醚(AEO2)为原料，合成了一种结构新型的化合物——1，4-丁二醇双马来酸AEO2双酯，此化合物的合成由两步酯化反应组成，酯化反应Ⅰ采用正交实验，确定最优工艺条件为：n(马来酸酐)：n(1，4-丁二醇)=2．15：1．00，反应时间1h，催化剂用量ω(乙酸钠)=1．0％．酯化反应Ⅱ采用活性炭负载杂多酸(PW12／C)为催化剂，该催化剂的最优制备条件为：m(PW12)：m(C)==4：6，回流时间4h，烘干温度150℃，烘干时间4h．酯化反应Ⅱ采用均匀实验优化工艺条件，最优工艺条件为：n(1，4-丁二醇双马来酸单酯)：n(AEO2)=1．00：2．15，反应温度150℃，反应时间14h，催化剂用量ω(PW12／C)=1．5％，对每步合成的产物结构用IR和1HNMR进行表征。     

苯胺和苯酚与环酐的酰胺化及酯化反应

研究了环酐与苯胺和苯酚的酰胺化及酯化反应, 优化了酰胺化及酯化反应条件. 结果表明, 环酐的分子结构直接影响反应结果, 当酸酐分子存在共轭结构时以N-芳基内酰胺为主要产物. 关键中间体及最终化合物的结构经核磁共振氢谱、 碳谱及红外光谱确证.     

马来海松酸新戊二醇酯多元醇的制备及性能

马来海松酸酐(MPA)具有良好的耐热性能,被用作制备耐热多元醇的原料而得到广泛研究.实验将含有耐热基团的新戊二醇(NPG)和MPA制备多元醇酯,以进一步提高产品的耐热性能.研究了反应体系的酸值变化,通过改变NPG与MPA的摩尔比,得到了具有较大羟值范围的系列产品.对产品进行了红外和热重表征.结果表明,MPA的三个羧基均发生了酯化反应 ,且反应较为彻底.酯化产物具有较高的初始失重温度,可作为耐热原料使用.     

微波预处理结合复合酶水解蔗渣

蔗渣是蔗糖加工废弃物,微生物利用蔗渣水解物作为碳源进行发酵可生产乙醇、乳酸等能源物质和化工原料,具有重要应用价值.采用微波加热结合酸碱处理工艺破坏蔗渣致密结构并去除木质素,比较4种商品纤维素酶对经预处理的蔗渣的酶解效果.最后针对蔗渣的复杂结构采用了复合酶酶解工艺.结果表明将蔗渣按1∶50固液比,在微波功率为280 w下加热,先于1%NaOH处理10 min,然后再于1%H2SO4处理5 min可有效破坏蔗渣的致密结构,去除部分木质素.采用的4种商品纤维素酶中,Yacult R-10纤维素酶酶解效果最好,最佳酶解条件为添加4 000 U/g预处理蔗渣,pH5.5,温度50℃,酶解时间12 h.采用复合酶组合(纤维素酶,果胶酶,木聚糖酶和半纤维素酶12∶2∶3∶5)酶解蔗渣得到酶解液总葡萄糖质量浓度为5.99 g/L.     

蔗渣纤维素分离纯化预处理工艺条件优化

为获得较高蔗渣纤维素得率和增大预处理后纤维的比表面积,在常规碱处理基础上添加无水亚硫酸钠和增加稀硝酸处理工艺的方法,对蔗渣纤维素的纯化分离工艺条件进行优化;采用FTIR、SEM和BET测试对处理后样品表征分析。结果表明:硝酸质量浓度0.12 g/m L,Na OH质量分数2.5%,反应温度80℃,反应时间3 h,无水亚硫酸钠与蔗渣质量比1∶6,纤维素含量达91.49%;处理后纤维结构松散,表面粗糙,增加了纤维素的可及度和比表面,经过经典统计BET(Brunaller,Emmetl,Teller)测定其比表面积增大1.713倍。     

甘蔗渣制备低聚木糖的工艺优化

甘蔗渣是一种常见的农业废弃物，对甘蔗渣制备低聚木糖的工艺进行优化，可为其高值化利用提供理论依据。本研究以甘蔗渣为原料，采用低浓度碱脱木质素-低强度酸水解-木聚糖酶酶解的工艺来制备低聚木糖，分别研究了碱处理浓度、碱处理温度和碱处理时间对木质素脱除率、木聚糖保留率的影响以及酸处理浓度、酸处理温度、酸处理时间对低聚木糖和木糖产率的影响，最后通过单因素试验结合响应面法对木聚糖酶酶解工艺进行优化。结果表明，低浓度碱脱木质素的处理参数为KOH溶液浓度0.3 mol/L、碱处理温度110℃和碱处理时间1.5 h,在此条件下木质素脱除率和木聚糖保留率分别达到57.8%和87.4%;低强度酸水解的处理参数为H₂SO₄溶液浓度0.1 mol/L、酸处理温度80℃和酸处理时间1 h,在此条件下的最优酶解工艺为酶用量22 U/g碱处理甘蔗渣(Alkali treated Sugarcane Bagasse, ASB)、酶解温度40.5℃、酶解时间4.3 h,得到的低聚木糖产量为12.66 g/L。本研究为甘蔗渣的高值化利用以及更好地制备低聚木糖提供了新思路和理论依据...     

阳离子蔗渣半纤维素的合成及表征

以从蔗渣中提取的半纤维素为原料、3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵为阳离子试剂、乙醇/水为反应介质,通过季铵化反应制备了阳离子蔗渣半纤维素聚合物.通过改变反应条件合成了一系列水溶性好、取代度在0.002~0.02之间的阳离子半纤维素.采用傅立叶红外光谱和13C核磁共振表征了改性半纤维素的结构,并利用凝胶渗透色谱检测了改性前后半纤维素的相对分子质量,发现改性后半纤维素的相对分子质量有所降低.最后利用同步热分析仪测定了改性前后半纤维素的热稳定性,发现改性后半纤维素的热稳定性下降.     

糙皮侧耳(pleurotus ostreatus)对蔗渣木质纤维素的降解作用

糙皮侧耳(P.ostreatus(Jacq.Ex Fr)Kummer]AS5.42在蔗渣上生长期间,主要利用蔗渣木质纤维素复合体中的木素和半纤维素,而很少分解纤维素。在0—30天的生长期间,木素、半纤维素、纤维素依次减少44%、46%、3.2%; 在0—60天的生长期间,木素、半纤维素、纤维素分别减少56.9%、67.1%、22.9%。     

甘蔗渣处理中成药制药废水的研究

采用铁活化甘蔗渣对中成药制药废水进行吸附研究,以脱色率和CODcr去除率为评价指标,考察了pH值、投加量、温度、H2O2加入量和反应时间等因素对废水吸附效果的影响.结果表明,随着pH值的升高,脱色率和CODcr去除率均先增高后降低;增加甘蔗渣投入量,CODcr去除率上升,而脱色率下降;高温不利于废水的处理;H2O2加入量对脱色率有显著的影响;反应时间对脱色率和CODcr去除率也有一定的影响.实验最佳处理条件为:处理液pH值为初始液pH值,在50mL废水中投加量为3.0g,温度为35℃,H2O2加入量为4.0mL,反应时间为2h.在最佳条件下,制药废水的脱色率和CODcr去除率分别为87.59%和51.88%.同时用红外吸收光谱对甘蔗渣结构进行了表征.     

甘蔗渣霉变对厌氧发酵产沼气的影响

为探究霉变对甘蔗渣厌氧发酵产沼气的影响，本研究选取正常的甘蔗渣和霉变的甘蔗渣，对其结构、理化性质、发酵过程参数和物质去除率进行测定。结果表明，霉变的甘蔗渣结构被破坏，且表面存在较多的附着物和微生物。与正常的甘蔗渣相比，霉变的甘蔗渣含水量提高44.6%，可溶性糖含量降低95.4%，总氮含量提高48.6%，木质纤维素含量增加。在厌氧发酵过程中，正常甘蔗渣的溶解性化学需氧量最高值(3 229.0 mg/L)是霉变的甘蔗渣的3.4倍，且正常的甘蔗渣的总挥发酸(Total Volatile Fatty Acids,TVFA)最大值为1 855.8 mg/L，比霉变的甘蔗渣高26.2%。此外，霉变的甘蔗渣总固体(Total Solids，TS)去除率比正常的甘蔗渣减少17.2%，挥发性固体(Volatile Solids，VS)去除率仅为正常甘蔗渣的56.7%，累积沼气产量和甲烷产量比正常的甘蔗渣分别降低60.6%和77.9%。综上，甘蔗渣霉变后结构遭到破坏，可溶性糖含量急剧下降，产沼气潜力大大降低。     

蔗渣(髓)水解制备生物乙醇的研究进展

蔗渣(髓)是丰富而廉价的可再生生物质资源,利用蔗渣(髓)代替传统的玉米等粮食作物为原料生产生物乙醇已成为研究热点。蔗渣(髓)转化为生物乙醇主要包括3个步骤:预处理脱去木质素、蔗渣(髓)中纤维素水解成还原糖、糖发酵成乙醇。本文阐述蔗渣(髓)经水解转化为生物乙醇处理技术的新进展,并展望其发展前景。     

改性蔗渣纤维素水处理剂的合成及吸附性能研究

将蔗渣纤维素与碱作用后,分别与丙烯酰胺、乙二胺、EDTA、二甲基二烯丙基氯化铵进行接枝共聚反应,然后在碱性条件下与二硫化碳作用可得兼具氮、硫元素的改性蔗渣纤维素水处理剂MFCS.该类水处理剂对重金属离子有良好的吸附作用,对电镀废水中的重金属离子脱除率可达95%以上.     

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%.     

蔗渣浆的全无氯漂白工艺

对蔗渣浆采用过氧化氢强化的氧脱木素(OP)-螯合预处理(Q)-压力过氧化氢漂白(PO)的短序漂白,探讨了将蔗渣浆漂至82%ISO和用非硅过氧化氢漂白稳定剂代替硅酸钠用于过氧化氢漂白的可行性.研究表明,非硅过氧化氢稳定剂PP-1与PP-2耐高温、耐高压,可用于压力过氧化氢漂白.OP段氢氧化钠用量为2.0%(相对于绝干浆质量,下同)、过氧化氢用量为0.5%,PO段过氧化氢用量为3.0%、PP-1用量为0.1%、PP-2用量为0.5%时,蔗渣浆采用OPQPO流程漂白后,浆的白度可达到85%ISO.而且OPQPO从根本上消除了可吸附有机卤化物的产生;经测定,漂白废水属于可生物降解废水.