【正文】 783 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100%T 500 1000 1500 2022 2500 3000 3500 Wavenumbers (cm1)圖8 %H2O2%的NaOH提取的木質(zhì)素紅外光譜（已加熱）208。14801278773 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7 %H2O2%的NaOH提取的木質(zhì)素紅外光譜（未加熱） 化學化工學院 08 屆本科畢業(yè)論文11 208。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。 化學化工學院 08 屆本科畢業(yè)論文10208。根據(jù)木質(zhì)素的化學結構，可以知道木質(zhì)素的羰基主要存在于結構單元的側鏈上，其中一部分為醛基，大多數(shù)位于結構單元的 γ碳原子上；另一部分為酮基，多位于側鏈的 β碳原子上 [16,17]。這是因為這兩種物質(zhì)木質(zhì)化程度較低，木質(zhì)素的含量較低，結構比較疏松，不易提取。H2O2 和 NaOH 的濃度分別降低至 %和 1%，反應溫度為室溫，反應時間 30 min 即可。由圖 5 可以看出，竹子中木質(zhì)素的得率最高，竹筍和竹筍殼的得率較低。若是采取此工藝條件進行分離半纖維素，可將 H2O2 次數(shù)減少為兩次。木質(zhì)素、半纖維素、纖維素在分級分離過程中的顏色、形態(tài)特征及最終產(chǎn)品的顏色、形態(tài)特征見附圖 2附圖 6。半纖維素Ⅱ的得率最高，這是由于 H2O2 的增溶作用。0510152025Ⅰ 級 Ⅱ 級 Ⅲ 級 Ⅳ 級 總 得 率分 離 級 數(shù)木質(zhì)素得率（%） 圖 4 木質(zhì)素分級組分的得率由表 2 可知，木質(zhì)素Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的色度比木質(zhì)素Ⅰ的要淺，這是因 H2O2 的漂白作 化學化工學院 08 屆本科畢業(yè)論文8用所致；加熱分離的木質(zhì)素比不加熱的木質(zhì)素顏色深，木質(zhì)素Ⅳ除外。再次進行濃縮，濃縮后調(diào) pH≤3，以沉淀木質(zhì)素，各步所得木質(zhì)素分別放置，實驗結果見圖4。然后在沉淀中按照 1:20 的固液比加入 %的 H2O2% 的 NaOH 固體于 75℃下反應 3h，反應完畢后進行抽濾，沉淀干燥，此步重復三次。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 3 h，木質(zhì)素的得率可達 21%。這是因為在常溫下，木質(zhì)素不易聚集，過濾時，有一部分就會隨濾液流失，使得產(chǎn)率下降。所以，在分級分離的過程中最好采用 75℃反應 3 h 進行分離，在此條件下不僅可以提高木質(zhì)素的產(chǎn)率也可以提高半纖維素的產(chǎn)率。所以，在實際生產(chǎn)中，H2O2 的濃度取 %較好。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。當 H2O2 的濃度由%升高到 %時，木質(zhì)素的得率由 %降低到 %，下降率為 %。由圖3 可知，H 2O2 濃度在 %時，木質(zhì)素的得率最高。 雙氧水濃度對木質(zhì)素的影響為考察不同 H2O2 濃度對木質(zhì)素得率的影響，準確稱取原料 30 g、NaOH g，加入 600 mL80%的乙醇于 75℃下反應 3 h，反應完畢后抽濾，沉淀干燥。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。與 NaOH 濃度為 1 %時的木質(zhì)素得率相比，NaOH 濃度為 3 %時 化學化工學院 08 屆本科畢業(yè)論文6的木質(zhì)素得率下降了 71%。然后準確稱取脫脂原料 2 g，加入 %的 H2O2 40 mL，NaOH 用量分別為 %、% 、 %、%，并于 75℃下反應 3 h，以下各級分離均按此進行，以考察 NaOH 用量對木質(zhì)素產(chǎn)率的影響，實驗結果如圖 2所示。 化學化工學院 08 屆本科畢業(yè)論文4原料沉淀 濾液Ⅰ沉淀 濾液半纖維素Ⅰ 沉淀Ⅰ沉淀 濾液Ⅱ沉淀 濾液沉淀Ⅱ半纖維素Ⅱ沉淀Ⅲ沉淀濾液Ⅲ沉淀濾液半纖維素Ⅲ沉淀Ⅳ沉淀濾液Ⅳ沉淀濾液半纖維素Ⅳ纖維素木質(zhì)素Ⅰ木質(zhì)素Ⅱ木質(zhì)素Ⅳ木質(zhì)素Ⅲ 化學化工學院 08 屆本科畢業(yè)論文5圖 1 木質(zhì)素分級分離工藝流程圖 [79]3 結果與分析 原料化學成分分別采用國家標準測定方法測得毛竹下腳料中各組分的含量如表 1 所示。 紅外光譜特征的測定將準備好的脫脂原料、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。與此同時，分別將每次的濃縮液先調(diào) pH 至 ，以沉淀半纖維素，并加入 3 體積的酒精進一步沉淀半纖維素，放置過夜。然后進行抽濾，濾液濃縮，沉淀烘干稱重。然后進行抽濾，濾液濃縮，沉淀烘干稱重。 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。灰分的測定：GB/。半纖維素的測定：GB/。筍殼：毛竹春筍殼，湖南湘潭。 化學化工學院 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。⑵ 工藝條件優(yōu)化：通過單因素實驗，確定對測定指標影響的主次因素，并對木質(zhì)素的分離條件進行優(yōu)化設計。為此，本文以毛竹材加工下腳料為原料，研究其生物量全利用的組合分離技術，以期實現(xiàn)木質(zhì)素、纖維素與半纖維素單獨利用 [6]。而這些物質(zhì)中的纖維素、半纖維素、木質(zhì)素的含量較高。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。目前天然纖維原料預處理技術大都存在成本過高，技術單調(diào)，過分強調(diào)單一組分的利用，其他組分則作為廢棄物。 本課題立題依據(jù) 本課題研究目的目前，在天然纖維原料微生物轉化研究中，全世界范圍內(nèi)雖然已經(jīng)取得很大的進 化學化工學院 08 屆本科畢業(yè)論文1展，但尚未能完全進入工業(yè)化生產(chǎn)，主要原因有：一是纖維原料預處理的成本較高，二是纖維素酶解成本較高?？傊?，由于木質(zhì)素的性質(zhì)與分離手段密切相關，什么樣的分離方法就相應的決定了分離所得的木質(zhì)素的化學性質(zhì)。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)化尚存在許多技術困難，使其應用受到很大限制 [4]。所使用的分離方法往往是顧此失彼 [3]。 木質(zhì)素的分離方法及其不足目前從工業(yè)意義上分離纖維素、半纖維素、木質(zhì)素的方法無論是無機酸堿蒸煮，還是有機溶劑萃取，仍然局限于制漿造紙。當前主要是對木質(zhì)素絮凝劑的研究以及在高分子領域的應用 [2]，其主要原因是由于木質(zhì)素在分離過程中極易發(fā)生變化，而且原料不同木質(zhì)素結構也不同。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，因此其應用前景十分廣闊。 Infrared spectrum characteristic 化學化工學院 08 屆本科畢業(yè)論文01 前言 國內(nèi)外木質(zhì)素研究概況及其現(xiàn)狀木質(zhì)素(lignin)存在于木質(zhì)組織中，是一種多分散的無定形天然高分子聚合物。關鍵詞： 木質(zhì)素；分級分離；紅外光譜特征 化學化工學院 08 屆本科畢業(yè)論文IFractional Separation of Lignin and Its Physicalchemical PropertiesAbstract：Using bamboo, bamboo shoots, bamboo shoots shell as raw materials, the lignin fractional separation technological conditions were studied, and the infrared spectrum characteristic of lignin graduation ponents were examined. The single factor showed that the optimal fractional separation conditions are temperature 75℃, reaction time 3 h, NaOH concentration