低共熔溶剂在木质纤维素预处理中的应用
2021-04-07刘苏玲张莉莉王志国
中国造纸学报 2021年1期
刘苏玲 张莉莉 王志国
(南京林业大学轻工与食品学院,江苏南京,210037)
新型绿色溶剂——低共熔溶剂(DES)是由两种或多种不同熔点的固体、液体化合物按一定比例混合后形成的均匀混合物[1]。不同化合物之间存在范德华力、氢键和π-π作用力等,使得化合物晶格能下降,晶格结构破坏,化合物的熔点降低而发生共熔现象,形成熔点低于其任一组分的DES。DES通常由氢键供体(HBD)和氢键受体(HBA)组成,氯化胆碱是使用最广泛的HBA,可从生物质中提取,其可与羧酸、酰胺、多元醇等HBD混合形成DES[2-3]。DES表现出较多类离子液体的特性,如低熔点、高溶解性、高稳定性等;但离子液体是离子化合物,DES是离子混合物;同时,DES成本更低、制备方法简单、无毒可降解,是更具发展前景的新型绿色溶剂[4-6]。
木质纤维素是地球上最丰富的生物质资源,主要由木质素、纤维素和半纤维素组成。木质纤维素及其各组分可被转化为生物燃料、化学品及其他衍生产品而被应用于不同领域。由于木质纤维素生物质在水和多数有机溶剂中溶解性较差,因此,相对于糖基生物质,木质纤维素生物质更难于被加工改造,加工技术相对落后[7]。DES在生物质加工领域表现出广阔的应用前景,其具有优良的生物相容性和降解性,可提高酶等生物催化剂的稳定性和活性,为有效催化生物质转化提供条件[8]。同时,DES制备工艺相对简单,可通过将各组分混合搅拌、加热等方法制得,使用时无需进一步纯化,有较好的循环使用效果。……
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