不同预处理对秸秆木质纤维组分特性的影响

为研究沼液、组合碱和白腐菌3种不同预处理方式对玉米秸秆纤维组分(纤维素、半纤维素和木质素)含量及晶体结构的影响,分别将沼液与玉米秸秆按5∶2的比例混合预处理5d,组合碱(氢氧化钠和氢氧化钙质量比是2∶1)按1∶5的固液比例添加预处理5d,白腐菌按5%比例添加预处理10d。采用范式(Van Soest)纤维测定法、傅里叶变化红外光谱(FTIR)和X射线衍射(XRD)对预处理前后的玉米秸秆纤维结构变化进行研究。结果表明:经3种方式预处理后玉米秸秆的纤维组分含量均降低,其中组合碱预处理后玉米秸秆木质素结构的破坏程度比沼液和白腐菌预处理更加显著,有利于促进纤维素的转化,木质素含量分别下降7.73%、16.79%和6.92%;不同预处理后玉米秸秆纤维素的结晶结构均出现不同程度破坏,结晶度分别下降9.3%、12.4%和10.9%,其中组合碱预处理的结晶度下降最大,更加有利于增加纤维素酶的可及度,提高纤维素的水解效率;FTIR的分析结果表明,组合碱预处理对玉米秸秆纤维组分的结构破坏程度最大。本研究可为更高效、合理调控秸秆沼气工程预处理提供理论基础。     

NaOH预处理对玉米秸秆纤维结构特性和酶解效率的影响

为研究不同温度下Na OH预处理对玉米秸秆纤维结构特性和酶解得率的影响,为确定纤维原料碱法预处理的适宜条件提供理论依据,采用稀Na OH溶液对玉米秸秆分别在60、80、105℃下预处理,测定了预处理前后纤维原料的化学组成和酶解得率,并采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和傅里叶变换红外光谱仪(IR)对预处理前后玉米秸秆的纤维结构进行了表征。结果表明:Na OH预处理能够有效脱除玉米秸秆中木质素,增加纤维素和半纤维素比例,提高纤维素结晶度,产生的润涨作用导致纤维束状结构疏松。Na OH 80℃预处理1 h后,玉米秸秆中纤维素结晶度达到63.7%,60 h的酶解得率达到71.4%;碱处理温度进一步升高则会充分暴露纤维表面纹孔,同时使纤维素分子内氢键重新形成,容易进一步损失半纤维素,降低纤维素的润涨程度,从而降低酶解效率。80℃条件下碱处理能够有效改善玉米秸秆纤维结构,提高其转化利用效率。     

碱处理中温度对不同底物特性木质纤维素结构及酶解的影响

为研究碱法预处理中温度对不同底物特性的木质纤维素结构及酶解效率的影响,选用柠条锦鸡儿(Caragana korshinskii Kom,简称CKK,以下简称柠条)、水稻秸秆、小麦秸秆为原料,用NaOH溶液分别在常温和高温条件下进行预处理;通过扫描电镜(简称SEM)分析、傅立叶转换红外光谱(简称FTIR)分析、X-射线衍射(简称XRD)分析等分析预处理后木质纤维素的表面形态、化学成分及结晶度的变化,并用纤维素酶对预处理后的木质纤维素原料进行酶解糖化试验。SEM和成分分析结果表明,NaOH溶液碱处理能有效去除木质纤维素的木质素成分,破坏致密的物理结构;FTIR图谱表明,经NaOH溶液处理后,柠条、水稻秸秆和小麦秸秆的木质素结构受到一定程度的破坏,羟基、亚甲基、甲氧基和酯键等部分官能团发生断裂;XRD分析和酶解结果显示,碱处理能破坏木质纤维素原料中的结晶区,增大原料的孔隙率和内表面积,从而增加纤维素酶的可及性和酶解转化率,经过24 h酶解后,高温下碱处理能使水稻秸秆葡聚糖的转化率高达94.87%;其中,温度又作为一个重要的因素影响NaOH溶液碱处理的效果,当温度升高时,NaOH溶液碱处理对木质素的去除效果更好,对底物的物理结构破坏更严重,因此升高温度会促进NaOH溶液碱处理的作用效果。     

尿素溶液预处理对纤维素结晶结构的影响

介绍尿素溶液处理对纤维素结晶结构的影响,利用X射线衍射仪和傅里叶红外光谱仪表征处理后纤维素结晶度,晶面尺寸,横截面积以及纤维素内部氢键的变化。研究结果表明:经过尿素溶液处理后,纤维素的结晶度和晶面尺寸随着尿素溶液浓度的增大先增加后减小。通过对高斯分峰拟合法的分析得出尿素溶液处理破坏了纤维素非结晶区内部分子内氢键,但纤维素的晶型不发生改变,仍为纤维素Ⅰ型。     

喂牛用“巧”法

秸秆巧处理饲草单一、营养缺乏，易导致牛掉膘消瘦，如果把秸秆进行氨化处理，牛就爱吃。办法是：把麦草、稻草等铡成2～3厘米的短节，每100公斤碎麦草或稻草加4公斤尿素，先用40公斤水把尿素溶解后，搅拌在碎麦草、碎稻草内：搅匀后，装入大缸或水泥池，压实、封严，不透空气，进行氨化，一个月后可开缸饲喂。氨化过的饲草绵软、芳香，易消化。     

秸秆预处理对纤维素酶水解效果的影响

采用高温高压、稀酸、稀碱和液氨4种方法对玉米秸秆进行预处理,提高了纤维素酶对秸秆纤维的可及度.结果表明,稀碱预处理的效果较好,通过正交试验,确定了稀碱预处理的最适条件为1%NaOH、15℃、固液比1∶20条件下预处理72 h,秸秆纤维素的酶解率达到73.5%,半纤维素损失率为33.1%.     

冬季喂牛“六巧”

秸秆巧处理饲草单一、营养缺乏，易导致牛掉膘消瘦，如果把秸秆进行氨化巧处理．牛就爱吃；做法是：把麦草、稻草等细铡成2-3厘米长的短节，每100公斤碎麦草或稻草加4公斤尿素，具体操作时，先用40公斤水把尿素充分溶解．然后搅拌在碎麦草、碎稻草内，     

冬春季节巧喂牛

1秸秆巧处理 饲草单一营养缺乏,易导致牛掉膘消瘦,如果把秸秆进行氨化处理,牛就爱吃.办法是:把麦草、稻草等细铡成2～3厘米的短节,每100公斤碎麦草或稻草加4公斤尿素,先用40公斤水把尿素溶解后,搅拌在碎麦草、碎稻草内,搅匀后,装入大缸或水泥池,压实、封严、不透空气,进行氨化,一个月后可开缸饲喂.氨化后的饲草,软绵、芳香易消化.     

棉花秸秆超声波碱预处理研究

为了缓解能源危机,充分利用棉花秸秆制备燃料乙醇,采用超声波辅助碱处理方法对棉花秸秆进行预处理.通过单因素试验和Box-Behnken试验,分析超声波辅助碱预处理因素对处理效果的影响规律,建立预处理时间、氢氧化钠浓度、液固比与纤维素、木质素含量之间的回归关系,据以优化工艺条件.结果表明,所建回归模型显著,具有预测意义.各因素对棉花秸秆预处理效果影响主次顺序为处理时间＞氢氧化钠浓度＞液固比,超声波辅助碱预处理棉花秸秆的优化条件为超声波功率420W、氢氧化钠浓度3.5％、处理时间90 min、液固比21:1,处理后秸秆中纤维素含量达58.02％,比原秸秆提高了45.60％.处理前后棉花秸秆结构SEM观察,显示超声波辅助碱预处理可以溶出大量半纤维素和部分木质素,并且有效打破木质纤维素的结晶结构,具有显著效果.     

生物预处理秸秆纤维特性及复合材料的性能研究

  目的  探究生物预处理对秸秆纤维及其与脲醛树脂制备的复合材料性能的影响,为秸秆基复合材料的制备及发展提供理论依据。  方法  接种微生物菌剂(秸秆腐熟剂)对水稻Oryza sativa秸秆进行好氧发酵处理,测定不同处理时间下水稻秸秆中半纤维素、纤维素、木质素等的变化,测试并对比未经生物改性处理秸秆纤维(S₀)、经生物改性处理5 (S₅)和10 d (S₁₀)秸秆纤维的结晶度和微观形貌,制备秸秆纤维/脲醛树脂复合材料,分别标记为F₀、F₅、F₁₀,比较不同生物预处理时间下秸秆基复合材料的表面性能和力学性能。  结果  改性处理后秸秆表面的硅和蜡等物质被去除,但较长的生物改性处理时间(10 d)会破坏秸秆纤维自身结构。相比于S₀和S₁₀,S₅的纤维素相对含量最高,为37.99%,结晶度也最好,为47.8%。3种秸秆基复合材料中F₅疏水性最好,表面能最低,冲击韧性最大(7 665.64 J·m?2);F₁₀抗弯性能更好,静曲强度和弹性模量分别为27.73和20 354 MPa,相比F₀分别提高了59.00%和50.17%。  结论  生物改性处理可以改善秸秆纤维的表面性质,提高秸秆纤维/脲醛树脂复合材料的性能,生物改性处理5 d的秸秆纤维更好,制备的复合材料性能更优良。图4表1参28     

芦竹秸秆温和碱氧化预处理条件优化

通过单因素试验和响应面试验对芦竹秸秆的碱预处理条件进行了优化.结果表明预处理最优条件为:处理温度为64℃,处理时间为26.5h,固液比为1∶22.2,氢氧化钠质量分数为1.24%,此条件下芦竹秸秆的失重率、纤维素、半纤维素、木质素的保留率分别为33.37%,97.77%,45.53%,26.73%.经过预处理芦竹秸秆,在最优条件预处理下水解产率为77.76%,比未处理秸秆的还原糖产量高0.66g/g.     

纤维素结晶度与粗糙度关系的研究

为了提高纤维制品质量或纤维素基复合材料的性能,本文利用"二煮法"工艺,在5种不同碱浓度对废旧木质纤维制品进行纤维素提纯处理,检测纤维素的结晶度,观察纤维素的结构变化,分析纤维素结晶度与其粗糙度的相互关系。研究表明:在一定条件下,碱浓度为20 g/L时,结晶度达到78%。当结晶度达到最高点时,单纤维出现膨胀,导致单纤维的粗糙度出现显著增大。随着纤维素晶形转变及在碱性溶液里降解,其结晶度下降,单根纤维明显减少,其粗糙度也明显降低。     

揉搓与稀碱联合预处理对水稻秸秆酶解产糖率及结构的影响

为了提高水稻秸秆中木质纤维素的利用率,尽可能减少预处理过程中化学物质的使用量,开展了揉搓与稀碱联合预处理对水稻秸秆酶解产糖率及结构影响的研究,并通过正交试验获得最佳预处理效果的条件。研究采用3,5-二硝基水杨酸法测定不同预处理酶解还原糖的含量,并通过硅含量测定,傅立叶变换红外光谱(FTIR),X射线衍射(XRD)和秸秆成分测定对预处理后的水稻秸秆进行成分和结构分析。结果表明,揉搓预处理不能明显提升水稻秸秆的酶解产糖率,但能够加强稀碱的作用效果,揉搓与稀碱联合预处理后的秸秆酶解产糖率达33. 63%,明显高于原始秸秆和单独稀碱预处理秸秆;揉搓预处理能够去除秸秆表面33. 40%的硅,与原始秸秆及单独稀碱预处理秸秆之间差异显著,但与揉搓和稀碱联合预处理之间差异不明显; FTIR、XRD和成分测定结果显示,揉搓和稀碱联合预处理能够有效去除秸秆中的木质素,使纤维素的结晶度提升;正交试验发现氢氧化钙质量浓度6%、反应温度40℃,反应时间6 d时,联合预处理酶解产糖率最佳。研究结果将为秸秆高效资源化利用提供理论依据和指导。     

温和湿热条件下碱预处理对玉米秸秆厌氧发酵的影响

为了考察温和湿热条件下碱预处理对玉米秸秆的理化特性和厌氧发酵产甲烷的影响,以干黄玉米秸秆为原料,利用不同碱预处理剂,80℃条件下处理24 h,通过分析玉米秸秆处理前后理化特性以及厌氧发酵产气特性和发酵出料理化性质,比较4种碱预处理剂的处理效果。结果表明,温和湿热条件下用碱预处理的玉米秸秆的木质素、纤维素和半纤维素含量均显著降低,浸提液pH值略有下降,而化学需氧量(COD)和总脂肪酸(TVFA)含量明显提高,单位总固体(TS)产气量和甲烷含量有所提高,且出料中有机物和固体物含量明显下降。温和湿热条件下,6%KOH溶液对木质纤维素的溶解效果最好,木质素含量下降67.04%,半纤维素含量下降76.86%;4%氨水溶液发酵产气效果最好,单位TS产气量可达到125.25 mL/g。     

潮汕地区虾蟹壳提取甲壳素的工艺优化

采用传统酸碱法提取潮汕地区虾蟹壳中甲壳素,对HCl溶液浓度、HCl溶液用量、酸浸时间3个因素进行正交试验,确定虾壳中脱钙的最佳工艺为提取5.00 g虾壳需HCl溶液浓度1.50 mol/L,酸浸时间6 h,HCl溶液用量50.00 m L,氢氧化钠溶液浓度为2.00%,碱浸时间24 h时,平氢氧化钠溶液用量36.30 m L,甲壳素含量为22.40%;蟹壳中脱钙的最佳工艺为5.00 g蟹壳需HCl溶液浓度1.50 mol/L,酸浸时间6 h,HCl溶液用量75.00 m L,氢氧化钠溶液浓度2.00%,碱浸时间24 h,平均氢氧化钠溶液用量25.03 m L,甲壳素含量为19.80%。     

氢氧化钠和双氧水预处理高丹草秸秆条件的优化研究

【目的】预处理是利用生物质原料制备燃料乙醇的工艺过程中至关重要的一步,文章以高丹草秸秆为主要研究对象,对氢氧化钠和双氧水预处理高丹草秸秆优化工艺进行了研究。【方法】本研究在研究预处理的氢氧化钠浓度、时间、固液比和双氧水浓度4个单因素对预处理效果影响的基础上,采用正交试验对碱和双氧水预处理高丹草秸秆工艺进行优化。【结果】碱和双氧水最佳预处理工艺条件为水解时间为72 h、氢氧化钠浓度为3%、双氧水浓度为1%、固液质量比为1∶10,在此条件下,高丹草木质素去除率为77.09%。     

氢氧化钠-尿素法测定烟草木质素预处理方法的优化

[目的]优化氢氧化钠-尿素法(NU法)测定烟草木质素含量的预处理方法。[方法]分别用中性洗涤剂和氢氧化钠-尿素溶液对烟梗、烟叶碎片(烟片)、烟叶碎末(烟末)进行预处理,分析比较了2种溶液对干扰物的去除效果,并对2种预处理方法下NU法的测定结果进行了对比评价。[结果]中性洗涤剂对烟梗、烟片、烟末的干扰物去除率近80%,比氢氧化钠-尿素溶液提高13%~16%;在中性洗涤预处理方法下,NU法测得3种烟草样品的木质素含量大小关系为烟梗烟片烟末,与氢氧化钠-尿素预处理下的测定结果恰恰相反;预处理方法优化后NU法的精密度为2.03%,满足检测需求。[结论]研究可为烟草木质素含量测定的预处理方法优化提供参考。     

低过氧化氢浓度的芬顿试剂预处理玉米秸秆试验

生物质资源是地球上含量丰富的资源之一,生物质中蕴含着大量化学能。因此,高效地利用生物质资源能有效缓解当今世界承受的能源压力。但由于木质纤维素复杂的包裹结构很大程度上阻碍了生物质资源的能源化利用,所以学者们不断探索出更高效的处理方式来打破木质纤维素的复杂结构,便于其进一步转化利用。为提高玉米秸秆的综合利用率,降低预处理成本,采用低过氧化氢浓度的芬顿试剂对玉米秸秆进行预处理,以纤维素酶酶解后的还原糖产量和秸秆中木质素的相对含量变化来评价预处理效果;并通过傅立叶红外光谱(FTIR)、X-射线(X-Ray)等技术手段从官能团的变化、纤维素晶体的结晶度变化两方面对芬顿试剂预处理玉米秸秆的机理进行了进一步解析验证。结果表明:采用0.2mol·L-1的Fe2+、0.2%H2O2组合处理玉米秸秆24h,酶解72h后酶解液中还原糖的浓度是未处理秸秆的1.21倍,预处理后纤维素的结晶度下降7%,酸不溶木质素的相对含量下降16.27%。可见采用低浓度的芬顿试剂预处理玉米秸秆是一种有效的方法,且操作简单、反应时间短。     

3种预处理对青贮玉米秸秆理化特性的比较研究

本研究对蒸汽爆破、热喷放及碱堆沤3种预处理方式处理的青贮秸秆的物理特性和理化成分进行了分析,测定了预处理后玉米秸秆在水中的沉降特征、亲水指数等指标,同时通过显微镜观察、红外光谱、X射线衍射及热重分析试验,对各种预处理方法进行了对比和评价。结果表明,青贮玉米秸秆经过3种不同预处理后,其理化特性明显不同。经蒸汽爆破之后秸秆表面呈现亲水特性,沉降比从原料的87.3%减少至0%,比表面积比原料增加65.2%;显微观察发现蒸汽爆破后秸秆细胞壁完全断裂破碎,纤维素结晶度下降至33.11%。蒸汽爆破相比其他2种方法更能显著改变玉米秸秆的结构,使其更利于降解,是一种理想的预处理方式。     

二氧化碳与氢氧化钠溶液反应的创新实验

正一、实验改进目的在碱的化学性质的教学中,教材安排的是学生探究活动,先通过回忆检验二氧化碳的反应,推出氢氧化钠在空气中能与二氧化碳发生反应,最后通过讨论两反应的共同点,得出碱溶液能和某些非金属氧化物反应生成盐和水这条性质。但在探究过程中,由于二氧化碳与氢氧化钠溶液的反应没有明显现象,学生理解起来并不会很容易,再加上对氢氧化钠暴露在空气中是否变质和变质程度的探究,学