離子液體法提取毛竹竹筍和一月齡幼竹半纖維素及其結構分析.pdf

1、在全球能源危機環(huán)境下,生物質資源成為新能源、新材料、新資源的重要來源。毛竹作為重要的生物質資源也是我國種植面積最大、經濟效益最好的竹種,在食品、化工、醫(yī)藥、保健、制漿造紙和新能源開發(fā)等領域的深層開發(fā)利用顯得尤為重要。作為生物質資源中開發(fā)利用率較低的半纖維素,由于其含量較高,它的應用開發(fā)已受到廣泛重視。離子液體是近年來發(fā)展起來的綠色化學框架中的重要一員,其低蒸汽壓、高穩(wěn)定性、不可燃、可設計、易回收等特點在電化學、有機合成和催化化學領域得到

2、極大應用,但用在生物質組分半纖維素分離方面的研究還相對較少。本研究通過選取對纖維素和木質素有良好溶解性的離子液體設計離子液體直接提取法和間接提取法提取毛竹竹筍和一月齡幼竹半纖維素組分,并同傳統(tǒng)堿提取法所得半纖維素進行對比,通過不同方法對半纖維素組分結構的影響判斷離子液體法分離生物質資源中半纖維素組分的能力。對于木質生物質資源組分的有效分離具有重要的科學理論意義,對于擴大木質生物質資源的應用領域具有重要的實際價值。
　　 本研究通

3、過選取對纖維素有較好溶解性的離子液體氯化1-烯丙基-3-甲基咪唑([Amim]C1)和對木質素有良好溶解特性的離子液體1-乙基-3-甲基瞇唑醋酸鹽([Emim][OAC])設計了離子液體直接提取法和間接提取法提取毛竹竹筍和一月齡幼竹半纖維素組分,并同傳統(tǒng)堿提取法所得半纖維素進行對比。研究結果表明:離子液體法能夠從原料中分離出半纖維素組分,其過程簡單,條件溫和,對環(huán)境影響小,離子液體回收率高,為半纖維素分離提供了新思路。
　　 糖

4、醛酸和中性糖組分分析結果表明:不同的提取方法所得半纖維素均包含糖醛酸成分,其含量在0.2％～7.6%之間。中性糖組成類似,主要包括木糖(6.1%-86%)、阿拉伯糖(5.3%-20.9%)、葡萄糖(8.1%-55.2%)和少量甘露糖。通過FT-IR、1HNMR和13CNMR譜圖分析可知不同提取方法所得產物均顯示出聚木糖類半纖維素結構特征,都是以β-D-吡喃木糖通過1→4鍵鏈接構成主鏈,0-3或0-2位有乙酰基取代,α-L-呋喃阿拉伯糖和

5、4-O-甲基-D-萄糖醛酸作為側鏈鏈接于木糖主鏈上,其中α-L-呋哺阿拉伯糖通過木糖的C-2位連接,4-O-甲基-D-葡萄糖醛酸通過木糖的C-3位連接。通過SEM觀察,半纖維素呈現(xiàn)絮狀或塊狀形態(tài),與提取方法無關。
　　 采用熱重分析法(TGA)研究不同分離方法提取的半纖維素組分熱分解規(guī)律。可知半纖維素組分熱分解可分為四個溫度區(qū)間,主要熱解過程發(fā)生在240℃-400℃區(qū)間內。根據(jù)TG-DTG曲線可知半纖維素組分的最大失重峰在250