【正文】 44 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100%T 500 1000 1500 2022 2500 3000 3500 Wavenumbers (cm1)圖9 %H2O2%的NaOH 提取的木質(zhì)素Ⅰ紅外光譜（未加熱）208。207840006802 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75%T 500 000 1500 2022 2500 3000 3500 Wavenumbers (cm1) 化學(xué)化工學(xué)院 08 屆本科畢業(yè)論文13 圖13 %H2O2%的NaOH提取的木質(zhì)素Ⅳ紅外光譜表 3 木質(zhì)素分級組分的紅外光譜圖解析吸收波數(shù)/cm 1吸收峰歸屬脫脂竹粉 木質(zhì)素Ⅰ 木質(zhì)素Ⅱ 木質(zhì)素Ⅲ 木質(zhì)素Ⅳ羥基中的 OH 伸縮振動 甲基、亞甲基中的 CH 伸縮振動 甲基、亞甲基中的 CH 伸縮振動 非共軛的酮，羰基和酯中 C=O 雙鍵伸縮振動 芳環(huán)和 C=O 振動 芳環(huán)骨架伸縮振動 CH 變形（不對稱 CHCH 2） CH 平面變形（芳環(huán)骨架中） CH 伸縮（側(cè)鏈 CH3） ，酚 OH 愈創(chuàng)木基甲氧基和 C=O 振動 木質(zhì)素酚醚鍵 COC 伸縮振動 對羥基苯基 愈創(chuàng)木酚基 紫丁香基 表 3 （續(xù)）吸收波數(shù)/cm 1吸收峰歸屬脫脂原料 木質(zhì)素Ⅰ 木質(zhì)素Ⅱ 木質(zhì)素Ⅲ 木質(zhì)素Ⅳ芳基 CH 平面變形，伯醇 CO，甲氧基變形，非共軛 C=O 伸縮 愈創(chuàng)木基苯環(huán)上 2,3,6 CH 平面外的振動 木糖的特征吸收峰 OH 面外彎曲變形振動吸收帶，纖維素纖維典型的結(jié)晶帶 化學(xué)化工學(xué)院 08 屆本科畢業(yè)論文14由圖 6圖 13 和表 3 可知，在 3415 cm1 處的吸收峰為OH 伸縮振動，表明木質(zhì)素各級組分中含有較多的酚羥基和游離羥基。4 討論原料不同，木質(zhì)素的結(jié)構(gòu)不同；分離方法不同，所得木質(zhì)素的結(jié)構(gòu)也不同。堿木質(zhì)素、棉桿木質(zhì)素和板栗殼乙醇木質(zhì)素均含有較多的酚羥基和游離羥基表現(xiàn)為 1330 cm1 處的酚 OH 基的伸縮振動、1247 cm1 處苯環(huán)上CO 的伸縮振動，3384 cm1 處羥基的 OH 伸縮振動，而磺甲基化堿木質(zhì)素和木質(zhì)素磺酸鈣由于磺甲基化、磺化作用而使酚羥基數(shù)量大大減少；1602 cm1 和 1509 cm1 附近的兩個吸收峰是 π66 共軛體系 C=C 伸縮振動特征譜帶，為堿木質(zhì)素基本單元愈創(chuàng)木酚芳香環(huán)的特征吸收峰，其 1509 cm1 附近吸收峰的強度最為穩(wěn)定，可代表堿木質(zhì)素的 C9單元；1460 cm1 附近為甲基、亞甲基的 CH 彎曲振動吸收峰；1428 cm1 附近是甲氧基與酚基連接的特征吸收峰。木質(zhì)素Ⅰ中半纖維素的分離比較完全；而木質(zhì)素Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ在 cm1 處又出現(xiàn)微弱的木糖特征吸收峰，這是由于木質(zhì)素吸附了少量半纖維素成分。 化學(xué)化工學(xué)院 08 屆本科畢業(yè)論文24附圖：圖 1 竹粉脫脂原料 A. %H2O2%NaOH 木質(zhì)素Ⅰ B. %H2O2%NaOH 木質(zhì)素Ⅰ （未加熱） （已加熱） 化學(xué)化工學(xué)院 08 屆本科畢業(yè)論文25 C. %H2O2%NaOH 木質(zhì)素Ⅱ D. %H2O2%NaOH 木質(zhì)素Ⅲ E. %H2O 2%NaOH 木質(zhì)素Ⅳ F. %H2O2%NaOH 木質(zhì)素（未加熱） G. %H2O 2%NaOH 木質(zhì)素（已加熱） 圖 2 木質(zhì)素分級組分 化學(xué)化工學(xué)院 08 屆本科畢業(yè)論文26 A. 竹筍殼纖維素 B. 竹筍纖維素 C. 竹子纖維素 圖 3 竹筍殼、竹筍和竹子纖維素 A. %H2O2%NaOH 竹子半纖維素 B. %H2O2%NaOH 竹子半纖維素Ⅰ 化學(xué)化工學(xué)院 08 屆本科畢業(yè)論文27 C. %H2O2%NaOH 竹子半纖維素Ⅱ D. %H2O2%NaOH 竹子半纖維素Ⅲ E. 竹筍半纖維素 F. 竹筍半纖維素 圖 4 半纖維素分級組分 圖 5 分離過程中沉淀半纖維素（竹筍殼） 圖 6 分離過程中沉淀半纖維素（竹筍）。⑸ 本課題所采用的堿性過氧化氫法，不僅實現(xiàn)了木質(zhì)素的分級分離，同時實現(xiàn)了半纖維素和纖維素的分級分離，使竹材中纖維素、半纖維素和木質(zhì)素三組分基本得到了有效分離。本研究采用堿性過氧化氫法分級分離竹材木質(zhì)素的紅外光譜分析結(jié)果也證明了這一點（見圖 10圖 13 和表 3） 。不同原料、不同分離方法所得木質(zhì)素的紅外光譜圖如圖 14圖 18 所示，其光譜分析結(jié)果見表 4。但沒有羧基和磺酸基的吸收峰，表明該法提取出木質(zhì)素中沒有羧基和磺酸基，缺乏這些強親水官能團，并且木質(zhì)素中含有較多的羥基，形成了很強的分子內(nèi)和分子間的氫鍵，使木質(zhì)素的水溶性差 [18,19]。17601223.8132864 60 62 64 66 68 70 72 74 76 78 80 82 84 86 88 90 92 94 96 98%T 500 1000 1500 2022 2500 3000 3500 Wavenumbers (cm1) 圖10 %H2O2%的NaOH 提取的木質(zhì)素Ⅰ紅外光譜（已加熱） 化學(xué)化工學(xué)院 08 屆本科畢業(yè)論文12208。697926 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99%T 500 1000 1500 2022 2500 3000 3500 Wavenumbers (cm1)圖6 脫脂竹粉的紅外圖譜208。H2O2 和 NaOH 的濃度分別降低至 %和 1%，反應(yīng)溫度為室溫，反應(yīng)時間 30 min 即可。半纖維素Ⅱ的得率最高，這是由于 H2O2 的增溶作用。因此，由 、 可知，分離木質(zhì)素的較優(yōu)條件為 %的 H2O1%的NaOH，并在 75℃下反應(yīng) 3 h，木質(zhì)素的得率可達 21%。因此H2O2 的濃度越低越有利于木質(zhì)素的提取，這是由于 H2O2 的作用是為了脫木質(zhì)素和漂白，并可提高半纖維素的溶解度，對半纖維素起到增溶的作用。由此可見，NaOH 用量越多，木質(zhì)素的沉淀量越少，沉淀木質(zhì)素所用的 HCl 的量也會增多，造成試劑的浪費。 紅外光譜特征的測定將準(zhǔn)備好的脫脂原料、各種木質(zhì)素分級樣品于 45℃下烘 24 h，使其干燥至恒重，并將其粉碎，取少量樣品與溴化鉀晶體混合均勻進行壓片。 堿性過氧化物法分離木質(zhì)素 堿性過氧化物法分級分離木質(zhì)素的工藝過程如圖 1 所示。 化學(xué)化工學(xué)院 08 屆本科畢業(yè)論文22 材料與方法 實驗材料與儀器 實驗原料竹屑：毛竹材加工下腳料，湘潭竹材加工廠。我國竹類資源十分豐富，種類多、面積廣，全國竹林面積在 720 萬 hm2，其中毛竹面積約為 300 萬 hm2，是我國最大的筍用林資源。國內(nèi)外對木質(zhì)素的分離主要采用酸堿蒸煮，雖然有機溶劑提取木質(zhì)素有著許多的優(yōu)勢，但是有機溶劑制漿仍然需要高溫高壓，完全工業(yè)化尚存在許多技術(shù)困難，使其應(yīng)用受到很大限制 [4]。它是一種由四種醇單體（對香豆醇、松柏醇、5羥基松柏醇、芥子醇）形成的復(fù)雜酚類聚合物，可溶于堿溶液，其衍生物具有多種功能性 [1]，可作為分散劑、吸附劑/解吸劑、石油回收助劑、瀝青乳化劑，對人類可持續(xù)發(fā)展最為重大貢獻就在于提供穩(wěn)定、持續(xù)的有機物質(zhì)來源，因此其應(yīng)用前景十分廣闊。 畢 業(yè) 論 文題 目： 木質(zhì)素的分級分離及其性能研究 學(xué)院： 化學(xué)化工學(xué)院 專業(yè)： 生物工程 班級：0402 學(xué)號： 202206030207學(xué)生姓名： 劉 輝 導(dǎo)師姓名： 謝 濤 完成日期： 2022 年 6 月 14 日 目 錄中文摘要 ......................................................................