离子液体[C4 mim][PF6]萃取-石墨炉原子吸收法检测食品中的痕量铅

离子液体因其具有不挥发,粘度大等特性,已被广泛代替有机溶剂用于液液萃取。建立了以二乙基二硫代氨基甲酸钠(DDTC)为螯合剂、离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([C4mim][PF6])为萃取剂、稀硝酸为反萃取溶剂的萃取体系,并对所建立的萃取体系的相关影响因素进行了优化,包括:体系pH、螯合剂DDTC的用量、反萃取溶剂的选择等。同时对该离子液体是否可循环利用以及该体系的抗干扰能力进行了评价。此外,将所建立的离子液体萃取-稀硝酸反萃取体系结合石墨炉原子吸收分光光度法应用于大米,茶,鱼,小麦,蛤以及油菜中的痕量铅的检测。     

稀酸预处理对玉米秸秆中4类非木质素组分的降解规律研究

分离制取玉米秸秆中非木质素类的4类组分纤维素、半纤维素、热水提取物和乙醇提取物,采用高效液相色谱研究其在稀硫酸预处理过程中主要水溶性降解产物的生成规律。其中,纤维素降解生成葡萄糖、甲酸、乙酰丙酸和5-羟甲基糠醛;半纤维素降解生成木糖、阿拉伯糖、葡萄糖醛酸、半乳糖醛酸、乙酸和糠醛;热水提取物降解生成葡萄糖、木糖、阿拉伯糖、甲酸、乙酸、乙酰丙酸、5-羟甲基糠醛和糠醛;乙醇提取物降解生成少量的葡萄糖、木糖、乙酸、乙酰丙酸和5-羟甲基糠醛。抑制物甲酸、乙酰丙酸和5-羟甲基糠醛主要来自纤维素,乙酸和糠醛来自半纤维素,产量可分别为1.4%、2.7%、2.2%、3.1%和7.8%(以玉米秸秆计)。硫酸质量分数是影响乙酸产量的主要工艺因素,而反应温度是影响甲酸、乙酰丙酸、5-羟甲基糠醛和糠醛产量的主要工艺因素。     

稀酸蒸汽爆破玉米秸秆预水解液的脱毒及乙醇发酵

以水洗稀酸蒸汽爆破玉米秸秆(ASC)得到的预水解液为原料,分析了ASC预水解液中可发酵性糖、碳水化合物降解产物和主要木质素降解产物的含量,研究了ASC预水解液乙醇发酵性能、3种脱毒方法对预水解液进行脱毒及乙醇发酵性能。研究结果表明,ASC预水解液中可发酵糖类主要含有木糖(49.50 g/L)及少量葡萄糖(9.80 g/L),可用于发酵制备乙醇,但含有大量抑制物不利于乙醇发酵,发酵60 h时的糖利用率和乙醇得率分别仅有87.96%和74.63%。ASC预水解液经过乙酸乙酯萃取、酵母吸附和亚硫酸钠处理3种方式脱毒后乙醇发酵性能均得到较大改善:经乙酸乙酯萃取脱毒后发酵36 h时的糖利用率和乙醇得率分别为95.40%和90.71%;经酵母吸附脱毒后发酵48 h时的糖利用率和乙醇得率分别为97.83%和81.98%;经亚硫酸钠处理脱毒后发酵48 h时的糖利用率和乙醇得率分别为95.55%和84.74%。虽然乙酸乙酯萃取脱毒效果最佳,但从工业应用前景来看,酵母吸附和亚硫酸钠处理是最佳选择。     

利用石墨化碳脱除竹材稀酸预处理液中的发酵抑制物

【目的】利用石墨化碳脱除竹材稀酸预处理液中的发酵抑制物,比较脱除前后的乙醇发酵收率,为高效快速的脱除发酵抑制物工艺提供参考。【方法】以毛竹粉为原料,经毛竹干质量2%的硫酸用量、固液比1∶6、180℃下保持60 min后得到预处理液,采用高效液相色谱仪测定预处理液中5种发酵抑制物的含量。利用装有石墨化碳的柱子常温下洗脱稀酸预处理液,以空气为洗脱剂,调节不同流速和洗脱次数,测定洗脱后预处理液中发酵抑制物的含量,计算石墨化碳的脱毒效果。利用稀酸和乙醇常温下冲洗脱毒后的石墨化碳柱,测定冲洗液中发酵抑制物的含量,观察石墨化碳的再生效果。采用离子色谱仪测定脱毒前后预处理液中的糖含量,计算石墨化碳脱毒对糖类的影响。脱毒后的预处理液经酿酒酵母乙醇发酵后,采用生物传感分析仪测定发酵液中的乙醇含量,计算乙醇发酵收率。【结果】竹材稀酸预处理液中甲酸、乙酸、乙酰丙酸、糠醛和5-羟甲基糠醛5种发酵抑制物的总质量分数为15.87 g·L~(-1)。石墨化碳对发酵抑制物的脱除率随着洗脱流速的升高而降低,在0.2 m L·min~(-1)流速下可以脱除99.7%以上的发酵抑制物,而且石墨化碳可重复多次使用,使用5次后仍可以脱除95.7%以上的发酵抑制物。石墨化碳对糖类损失的影响不大,5种单糖损失率均在9%以内。脱除发酵抑制物后的预处理液可用于乙醇发酵,其中的葡萄糖可完全转化掉,发酵24 h后,乙醇收率可达其理论值的85%以上。稀酸和乙醇对脱毒后石墨化碳的再生效果有限。【结论】石墨化碳能有效脱除竹材稀酸预处理液中的5种发酵抑制物,其脱除率均在99%以上,对糖类损失的影响不大。脱毒后的预处理液可用于乙醇发酵,乙醇收率可达其理论值的85%以上。     

蒸汽爆破木质纤维原料的乙醇脱毒研究

以乙醇为溶剂,采用抽提的方法去除蒸汽爆破玉米秸秆中的甲酸、乙酸、糠醛及羟甲基糠醛等抑制物,比较了动态和静态两种不同的抽提方法对抑制物和糖的抽提效果,考察了温度、固液比和时间等因素对不同条件下乙醇静态抽提效果的影响。以总抑制物抽提率/总糖抽提率为评价指标,通过正交试验,对温度、固液比、时间3个因素在不同水平下的乙醇静态抽提效果进行直观分析和方差分析,确定了乙醇静态抽提的最佳试验条件为:温度80℃,固液比1∶10(g∶mL),抽提时间60 min。在最佳试验条件下,两种最重要的抑制物甲酸和乙酸的抽提率分别达到84%和98%。     

蔗糖脱水制备5-羟甲基糠醛的研究

研究了Brnsted-Lewis复合催化体系催化蔗糖脱水制备5-羟甲基糠醛,考察了反应条件对5-羟甲基糠醛收率的影响,最佳反应条件为:蔗糖2.0 g,复合催化体系HCl-CrCl3(质量比5∶1)0.8 g,二甲基亚砜20 mL,反应时间30 min,反应温度200℃。在上述较佳反应条件下,蔗糖转化率为100%,5-羟甲基糠醛的收率达72.7%。此外,CrCl3对产物5-羟甲基糠醛具有良好的稳定性,在一定程度上可避免产物继续发生水合/脱羧反应而生成甲酸和乙酰丙酸。     

酸功能化离子液体磺烷基咪唑磷酸盐催化合成乙酸松油酯的研究

制备、表征了酸功能化离子液体1-(3-磺酸)丙基-3-甲基咪唑磷酸二氢盐((HSO3-pmim)H2PO4),并用于催化合成乙酸松油酯的反应研究,考察了反应时间、反应温度、原料配比、催化剂用量等因素对反应的影响.在松油醇5.1 g、n(松油醇):n(乙酸酐)1:1.5、离子液体1.5 g、反应温度40 ℃、反应时间8 h的工艺条件下,松油醇转化率为100 %,乙酸松油酯的选择性为87.2%;并对离子液体(HSO3-pmim)H2PO4的重复使用性能进行了考察,离子液体在不经处理直接重复使用6次后,松油醇的转化率为99.4%,乙酸松油酯的选择性为88.6%,具有较好的重复使用性能.     

基于生物质精炼的桉木制浆技术

研究了尾巨桉原料进行预水解硫酸盐法制浆过程中,预水解段对物料化学组分、水解液性质、水解液资源化利用及后续制浆的影响。研究结果表明:预水解段的温度和保温时间对原料水解后的化学组分及水解液的性质有较大影响。尾巨桉预水解较为适宜的水解条件为温度165℃左右,保温时间60~90min,水解液中主要成分为木糖和低聚木糖。在采气速度15mL.min-1、糖浓度17.8g.L-1、温度180℃、硫酸浓度为0.25%的条件下制备糠醛,糠醛收率可达到71.89%。尾巨桉经过预水解,可以较大幅度降低后续制浆过程中蒸煮及漂白化学品的消耗。     

利用基因组DNA诱变技术选育高抑制物耐受性工业酵母菌

通过化学诱变和基于基因组DNA诱变的遗传重组技术,对乙醇工业酵母菌(Saccharomyces cerevisiae)的抑制物耐受性进行改造,获得了重组酿酒酵母HN-1-24,其抑制物耐受性能和发酵性能均得到了提高。重组菌株在含7 g/L乙酸和1 g/L糠醛的抑制物耐受性发酵培养基中,具有良好的糖转化率和乙醇产量,发酵100 g/L葡萄糖能够产生38 g/L乙醇。在纤维素水解液发酵培养中进行乙醇发酵,发现重组菌株的乙醇发酵效率明显快于原始菌株,发酵时间提前6 h,且发酵终点乙醇产量为37 g/L,比原始菌株HN-1提高了8.8%。     

洗涤模式对蒸汽爆破玉米秸秆脱毒的影响

采用3种洗涤模式对蒸汽爆破预处理玉米秸秆进行脱毒,研究了其酶水解液的乙醇发酵性能,比较了不同用水量下逆流洗涤蒸汽爆破玉米秸秆酶水解液的乙醇发酵性能.结果表明,逆流洗涤脱除主要发酵抑制物的效果最好,批式分次洗涤效果次之,批式洗涤效果最差,3种洗涤方式对主要发酵抑制物乙酸的脱除率分别为100％、92.27％和77.66％.蒸汽爆破玉米秸秆经固液比1∶7.5(g∶ mL)逆流洗涤、酶水解和水解糖液浓缩后被酿酒酵母发酵24 h,糖利用率97.58％,乙醇得率93.74％.     

酸功能化离子液体磺烷基咪唑磷酸盐催化合成乙酸松油酯的研究

制备、表征了酸功能化离子液体1-（3-磺酸）丙基-3-甲基咪唑磷酸二氢盐（（HSO，-pmim）H2PO4），并用于催化合成乙酸松油酯的反应研究，考察了反应时间、反应温度、原料配比、催化荆用量等因素对反应的影响。在松油醇5．1g、n（松油醇）：n（乙酸酐）1：1．5、离子液体1．5g、反应温度40℃、反应时间8h的工艺条件下，松油醇转化率为100％，乙酸松油酯的选择性为87．2％；并对离子液体（HSO3-pmim）H2PO4的重复使用性能进行了考察，离子液体在不经处理直接重复使用6次后，松油醇的转化率为99．4％，乙酸松油酯的选择性为88．6％，具有较好的重复使用性能。     

离子液体[HSO3-(CH2)4-mim][HSO4]催化合成松香甘油酯的研究

合成了1-磺酸丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐离子液体([HSO3-(CH2)4-mim][HSO4]),并以其为催化剂,催化松香和甘油酯化合成了松香甘油酯,用红外及核磁共振对产品进行了表征。详细探讨了各因素对酯化反应的影响,确定最佳反应条件为:醇酸比(nOH∶nCOOH)为1.1∶1,反应温度260℃,反应时间7 h,离子液体用量0.03%(占原料松香质量)。在此条件下,产品酸值9.6 mg/g,软化点90℃,得率100.2%,色泽(Fe-Co法)4,与传统催化剂ZnO相比,产品性能更佳。     

聚醚离子液体在纤维素糖化过程中的亲水作用

为改善纤维素原料的亲水性,提高纤维素的可及度,将具有强亲水性的聚醚引入离子液体合成出系列聚醚功能化双核咪唑类离子液体,并将其应用于纤维素的预处理和糖化研究。相对于在咪唑类离子液体中引入烯丙基、烷基、羧酸以及乙酸乙酯等阳离子功能化基团,聚醚基团的烷氧基(CH2—CH2—O)可增大离子液体与纤维素的有效接触,并作为氢键受体促进纤维素中原有氢键的破坏;分子质量为400的聚乙二醇(PEG400)可提供足够数量和极化强度的氢原子改善亲水性;相对于单核咪唑类,双核咪唑类离子液体醚基上的次甲基氢原子的极性增强(E_T(30),61.33 kcal/mol),形成更高的氢键酸度(α,2.792);聚醚功能化双核咪唑类离子液体([PEG400-(Et-Im)_2][Cl]_2)对纤维素溶解度高达13.26%质量分数。相对于HCOO~-、Cl~-和Br~-阴离子功能化,OAc~-功能化的[PEG400-(Et-Im)_2][OAc]_2具有更大的氢键碱度(β,1.04),增加了对纤维素羟基上氢键的接受能力;聚醚的烷氧基会带来较低的黏度(63 c P,120℃),黏度表观活化能(E_η)为30.11 k J/mol,促进了离子液体与纤维素的接触与物质传输,由此获得[PEG400-(Et-Im)2][OAc]_2对纤维素的高溶解度(14.76%质量分数)。纤维素在[PEG400-(Et-Im)_2][OAc]_2溶解过程中没有发生衍生化反应,纤维素的结晶度由85.4%降至31.6%,实现了高结晶有序结构向无定型的转化。得到的再生纤维素膜具有各向同性和均一致密的性能,热力学稳定性稍有下降。酸性聚醚功能化离子液体[PEG400-(Et-Im)_2][HSO4]_2催化纤维素水解中葡萄糖得率为55.8%。     

利用CaO/PAC选择性去除预水解液中木质素

利用CaO结合聚合氯化铝(PAC)来选择性去除预水解液中的木质素。分别探讨了酸化法、碱化法及其结合PAC选择性去除木质素的效果,并分析了PAC选择性去除木质素的机理。结果表明:酸化法pH值为1.5时,木质素去除率最大(杨木15.68%,麦草18.76%);而采用CaO调节pH值为12时,木质素去除率最大(杨木33.33%,麦草30.67%),碱化法去除效果优于酸化法。添加CaO将pH值调至10并使PAC浓度为36 mmol/L时,预水解液中木质素的去除率(杨木50.59%,麦草49.17%)及选择性(杨木86.57%,麦草82.76%)效果最佳。     

竹醋液烟熏气化学成分的研究

采用固相微萃取(SPME)吸附采集竹醋液烟熏气的成分,用气相色谱—质谱联用分析鉴定,并用GC/MS总离子流色谱峰的峰面积进行归一化定量分析竹醋液烟熏气成分,鉴定出愈创木酚11.36%、苯酚10.6%、4-乙基苯酚8.23%、2-甲氧基-4-甲基苯酚7.08%、4-乙基-2-甲氧基苯酚6.6%、2-乙基苯酚5.65%、糠醛5.51%、5-甲基糖醛1.47%、乙酸1.42%、3-甲基-1-戊烯-3-醇1.42%、2,3-二甲基甲苯1.35%、2-糠酸甲酯1.35%、苯甲酸甲酯1.11%、2-甲基-2-环戊烯-1-酮1.44%、2,3-二甲基-2-环戊烯-1-酮1.31%、2-环戊烯-1-酮1.02%等74种化合物。竹醋液烟熏气的所有成分是竹醋液化学成分的特征性组成部分。     

响应面优化超临界CO 2萃取大果紫檀挥发油的工艺研究

采用超临界CO2萃取大果紫檀,通过单因素试验考察萃取温度、萃取压力、萃取时间等因素对提取效果的影响;在此基础上,应用Box-Behnken中心组合进行三因素三水平响应面优化试验,并建立了影响因素和挥发油得率之间的回归方程;以气相色谱-质谱法(GC-MS)对大果紫檀挥发油化学成分进行了分离和鉴定。结果表明:超临界萃取大果紫檀挥发油适宜的工艺为萃取温度50℃,萃取压力25 MPa,萃取时间90 min,此条件下挥发油提取率为3.92%,与模型预测值接近。通过气质联用分析得出,挥发油共包含22种化学成分,主要有沉香螺醇、β-桉叶醇、7-(2-羟丙基)-1,4a-二甲基十氢萘-1-醇、桉油烯醇、3-(2,6,6-三甲基-1-环己烯-1-基)烯丙醇、1,3,3-三甲基-2-(2-甲基环丙基)-环己烯、高紫檀素、美迪紫檀素、紫檀素、3,9-二甲氧基-6H苯并呋喃[3,2-c][1]苯并吡喃等物质。     

离子液体[HSO3-(CH2)4-mim][HSO4]催化合成松香甘油酯的研究

合成了1-磺酸丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐离子液体([HSO3-(CH2)4-mim][HSO4]),并以其为催化剂,催化松香和甘油酯化合成了松香甘油酯,用红外及核磁共振对产品进行了表征.详细探讨了各因素对酯化反应的影响,确定最佳反应条件为:醇酸比(nOH:nCOOH)为1.1:1,反应温度260℃.反应时间7 h,离子...     

玉米秸秆蒸汽爆破降解产物的分析

采用高效液相色谱(HPLC)和气质联用(GC-MS)色谱技术对玉米秸秆蒸汽爆破降解产物进行分析.玉米秸秆经蒸汽爆破预处理后,其纤维素、半纤维素和木质素降解损失分别为9.60%、47.98%和17.55%.采用HPLC对碳水化合物降解和分解产物定量分析,100g玉米秸秆预处理后,产生甲酸2.10g、乙酸2.00g、乙酰丙酸0.10g、5-羟甲基糠醛0.08g和糠醛0.13g.采用GC-MS对木质素和提取物降解产物定性分析,共检测出14种芳香类化合物、22种脂肪酸类化合物和5种呋喃化合物.     

桉木屑在离子液体[C_4H_8SO_3 Hmim]HSO_4催化下液化行为研究

以乙二醇为溶剂,在1-磺酸丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐([C_4H_8SO_3 Hmim]HSO_4)酸性离子液体催化下,进行桉木屑的液化反应。考察了反应温度、反应时间、催化剂用量对液化率以及产物分布的影响,并对液化产物进行了表征。结果表明:在最优液化条件10 g桉木屑,60 g乙二醇,[C_4H_8SO_3 Hmim]HSO_4用量为10 mmol,液化温度为160℃,液化时间150 min下,桉木屑的液化率最高可达96.41%。在离子液体催化下,桉木屑中的半纤维素和木质素快速液化;液化残渣的主要成分为未降解的结晶区纤维素(结晶度75%左右),液化产物水不溶性级分主要为木质素的降解产物,液化产物水溶性级分主要由纤维素的降解产物乙酰丙酸以及乙酰丙酸甲酯组成。     

硫酸-离子液体复合催化剂催化松香聚合反应工艺的研究

首次将3种硫酸-离子液体复合催化剂[H2SO4-(C2 mim)BF4、H2SO4-(C4 mim)BF4和H2SO4-(C8mim)BF4]用于催化松香聚合反应中,H2SO4-(C4 mim)BF4和H2SO4-(C8mim)BF4均显示出很好的催化活性.以H2SO4-(C8mim)BF4为代表,详细考察了不同溶剂、H2SO4用量、反应温度和反应时间等因素对反应结果的影响,得到较佳的工艺条件松香和甲苯质量比11,催化剂用量为松香质量的30%,反应温度70℃,反应时间4 h.在该条件下,得到的聚合产物软化点为135℃,酸值为142mg/g.并对H2SO4-(C8mim)BF4复合催化剂的重复使用性能进行了考察,该复合催化剂克服了传统催化剂的一些缺点,既简化了产物的分离,又可以重复使用.