超声耦合TiO2/UV 光催化处理对玉米秸秆组分影响研究*
2024-03-21苏小红尤宏梅
化学工程师 2024年2期
陆 佳,苏小红,尤宏梅,刘 泽
(黑龙江省能源环境研究院,黑龙江 哈尔滨 150027)
随着人们对能源安全、生态环境、应对气候变化等问题日益重视,加快开发利用可再生的生物质能源已成为世界各国的普遍共识和一致行动[1]。玉米秸秆是一种典型的生物质资源,在我国产生量巨大,如处理不当易造成环境污染[2]。以玉米秸秆为原料制备沼气或生物乙醇,有效利用秸秆的同时,还可以获得生物能源[3],是将原有的“生态包袱”变“绿色财富”的重要手段,契合我国绿色、低碳、可持续发展的需求。然而玉米秸秆中的木质素、纤维素和半纤维素相互包裹缠绕,形成了复杂的天然抗降解屏障[4]。若直接对原料进行酶解发酵或厌氧,产物产量低下,因此,需要对原料进行预处理,提高游离糖的产率,实现增值产品的可持续生产[5]。现有预处理工艺存在工序复杂、能耗和成本高等诸多缺点,产生的废液污染环境,成为制约秸秆资源化利用的关键因素之一[6]。因此,探索一种绿色、经济、高效合理的预处理技术是玉米秸秆资源化利用的关键环节。
光催化技术被认为是解决能源与环境问题最具前途的处理技术。光催化是在常温常压下,以可持续的太阳光作为能源驱动产生的羟基自由基、超氧自由基等活性物种破坏木质纤维素的结构,整个过程能耗较低,反应条件温和,是一种绿色、环保的预处理手段[7]。二氧化钛(TiO2)因具有价格低廉、稳定性好、活性高、耐光腐蚀等优点,成为光催化领域研究的最广泛、最深入的半导体光催化材料之一[8]。……
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