两种化学预处理方法对小麦秸秆纤维素的影响
2017-11-01李春露崔志芳
化学与生物工程 2017年10期
杨 阳,李春露,崔志芳
(山东科技大学化学与环境工程学院,山东 青岛 266590)
两种化学预处理方法对小麦秸秆纤维素的影响
杨 阳,李春露,崔志芳*
(山东科技大学化学与环境工程学院,山东 青岛 266590)
纤维素在小麦秸秆中含量丰富,但因其结晶度高而不易改性。以小麦秸秆为原料,采用NaOH/硫脲/尿素水溶液法和乙二胺法分别对小麦秸秆纤维素进行预处理,采用正交实验对2种化学预处理方法进行优化,通过FTIR、XRD对红外光谱、结晶度、晶型的测定,比较了2种化学预处理方法对小麦秸秆纤维素的影响。结果表明,采用优化的NaOH/硫脲/尿素水溶液法(NaOH、硫脲、尿素的质量分数分别为8%、7%、6%),能使纤维素结晶度降低51%,晶型由纤维素Ⅰ变为纤维素Ⅱ;而采用优化的乙二胺法[乙二胺质量分数70%、液固比16∶1(mL∶g)、处理温度40 ℃、处理时间4 h],纤维素结晶度仅降低36%,且晶型未变,仍为纤维素Ⅰ。
纤维素;小麦秸秆;NaOH/硫脲/尿素水溶液法;乙二胺法;结晶度;晶型
随着石油资源的日益枯竭,研发以纤维素为原料的新精细化工产品将是21世纪化学工程研究领域的重要课题之一[1-3]。纤维素经过改性可得到更多具有优良性能的新材料,广泛应用于医药、服装、日用化工、吸附剂等各个领域[4-5]。目前,纤维素多从棉花中提取,因棉花应用广泛、需求量大,故原料成本较高。中国作为一个农业大国,农作物秸秆年产量近7亿t,且70%被焚烧得不到充分利用,而纤维素在秸秆中的含量高达40%~50%[6]。因此,从农作物秸秆中提取纤维素意义重大。
纤维素是结构非常致密、复杂的生物大分子,含有大量羟基,易形成致密氢键,结晶度高,这些都不利于其改性[1]。……
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