低共熔溶劑與生物質(zhì)精煉

目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 低共熔溶劑的概念及由來 1
1.2 低共熔溶劑分類 2
1.3 低共熔溶劑發(fā)展及應(yīng)用 3
1.4 低共熔溶劑與生物質(zhì)精煉 5
1.4.1 低共熔溶劑處理木質(zhì)纖維 5
1.4.2 低共熔溶劑分離木質(zhì)素 6
1.4.3 低共熔溶劑處理制備納米纖維素 6
1.5 本書的思路與內(nèi)容 7
參考文獻(xiàn) 7
第2章 低共熔溶劑的制備及基本理化性質(zhì) 10
2.1 背景概述 10
2.2 制備方法 10
2.3 物理化學(xué)性質(zhì)指標(biāo) 11
2.4 理論計(jì)算 12
2.5 不同低共熔溶劑的制備及性能分析 13
2.5.1 原材料和試劑 13
2.5.2 實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備 13
2.5.3 實(shí)驗(yàn)方法 13
2.5.4 低共熔溶劑的初步篩選 15
2.5.5 氯化膽堿基低共熔溶劑的制備 17
2.5.6 Kamlet-Taft溶劑化顯色參數(shù)測定 18
2.5.7 木質(zhì)原料“抗解聚屏障”模型物對低共熔溶劑的反應(yīng)測試 18
2.5.8 木質(zhì)組分模型物在低共熔溶劑中的溶解性測試 20
2.5.9 楊木原料在低共熔溶劑中的解聚測試 21
2.6 本章總結(jié) 22
參考文獻(xiàn) 22
第3章 雙組分低共熔溶劑結(jié)合微波超高效煉制生物質(zhì) 25
3.1 背景概述 25
3.2 材料和方法 25
3.2.1 原材料和試劑 25
3.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備 26
3.2.3 實(shí)驗(yàn)方法 26
3.2.4 測試與分析方法 28
3.3 結(jié)構(gòu)表征分析 29
3.3.1 不同加熱方式的影響 29
3.3.2 纖維素剩余物和分離木質(zhì)素的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 30
3.3.3 低共熔溶劑對LCC結(jié)構(gòu)和木質(zhì)素結(jié)構(gòu)的作用 30
3.4 分離產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化利用基礎(chǔ) 40
3.4.1 微波低共熔溶劑提取木質(zhì)素的自組裝特性 40
3.4.2 纖維素剩余物的納米纖絲化 42
3.4.3 低共熔溶劑中糖組分分析 43
3.4.4 低共熔溶劑回收再利用 44
3.5 本章總結(jié) 45
參考文獻(xiàn) 45
第4章 三組分低共熔溶劑中生物質(zhì)組分解離 48
4.1 背景概述 48
4.2 材料和方法 48
4.2.1 醚鍵解離能及氫鍵強(qiáng)度的理論計(jì)算方法 48
4.2.2 三組分低共熔溶劑預(yù)處理木質(zhì)纖維 49
4.3 醚鍵解離能及氫鍵強(qiáng)度計(jì)算結(jié)果分析 49
4.4 三組分低共熔溶劑性質(zhì)及對生物質(zhì)的解構(gòu)效率 52
4.4.1 合成低共熔溶劑的組分選擇 52
4.4.2 三組分低共熔溶劑的配比 54
4.4.3 三組分低共熔溶劑的化學(xué)官能團(tuán) 54
4.4.4 三組分低共熔溶劑的氫鍵酸性和氫鍵接受能力 55
4.4.5 三組分低共熔溶劑的組分相互作用機(jī)理 57
4.4.6 三組分低共熔溶劑分離木質(zhì)素的效率 58
4.4.7 三組分低共熔溶劑競爭木質(zhì)素的氫鍵 60
4.4.8 三組分低共熔溶劑對木質(zhì)素化學(xué)鍵的斷裂方式 62
4.4.9 三組分低共熔溶劑分離木質(zhì)素的機(jī)理 65
4.5 本章總結(jié) 66
參考文獻(xiàn) 67
第5章 可調(diào)控低共熔溶劑中木質(zhì)素模型物抑制縮合轉(zhuǎn)化機(jī)理 70
5.1 背景概述 70
5.2 材料和方法 71
5.2.1 材料 71
5.2.2 木質(zhì)素模型物的制備方法 71
5.2.3 低共熔溶劑的制備 76
5.2.4 木質(zhì)素模型物的轉(zhuǎn)化 76
5.2.5 柱層析色譜分離產(chǎn)物 77
5.2.6 表征與檢測 77
5.3 木質(zhì)素模型物解聚轉(zhuǎn)化 78
5.3.1 木質(zhì)素縮合問題和功能性低共熔溶劑的提出 78
5.3.2 抑制縮合低共熔溶劑中模型物反應(yīng)初試 78
5.3.3 以縮醛產(chǎn)物6aa為主的模型物反應(yīng)優(yōu)化 81
5.3.4 以二醇產(chǎn)物4aa為主的模型物反應(yīng)優(yōu)化 84
5.4 轉(zhuǎn)化機(jī)制分析 97
5.5 本章總結(jié) 99
參考文獻(xiàn) 99
第6章 抑制縮合低共熔溶劑中木質(zhì)纖維可控精煉 101
6.1 背景概述 101
6.2 材料和方法 101
6.2.1 原材料和試劑 101
6.2.2 實(shí)驗(yàn)方法 101
6.3 表征檢測 103
6.3.1 核磁共振檢測 103
6.3.2 GC-MS檢測 103
6.3.3 GC-FID檢測 103
6.3.4 HPLC測試 103
6.4 結(jié)果與討論 104
6.4.1 木質(zhì)素分離方法 104
6.4.2 木質(zhì)素結(jié)構(gòu)分析 108
6.4.3 回收低共熔溶劑的表征 109
6.4.4 抑制縮合木質(zhì)素的催化氫解和酸解 111
6.4.5 纖維素剩余物的組分含量 116
6.4.6 纖維素剩余物的微觀形貌表征 117
6.4.7 纖維素剩余物的酶解糖化處理 118
6.5 本章總結(jié) 119
參考文獻(xiàn) 120
第7章 二醇調(diào)控低共熔溶劑促進(jìn)木質(zhì)纖維全組分精煉 121
7.1 背景概述 121
7.2 材料和方法 122
7.2.1 二醇調(diào)控低共熔溶劑的配制 122
7.2.2 DES解離木質(zhì)纖維 122
7.2.3 纖維素酶解處理 122
7.2.4 分離木質(zhì)素的氫解轉(zhuǎn)化 123
7.2.5 半纖維素轉(zhuǎn)化組分的檢測 123
7.3 二醇調(diào)控低共熔溶劑的抑制縮合作用 123
7.3.1 解離后固含物組分分析 123
7.3.2 解離后木質(zhì)素結(jié)構(gòu)和抑制縮合機(jī)理分析 124
7.4 不同二醇調(diào)控低共熔溶劑解離后的固含物表征及轉(zhuǎn)化 125
7.4.1 解離固含物的組分含量分析 125
7.4.2 解離固含物的結(jié)構(gòu)表征 125
7.4.3 解離固含物納米開纖化 127
7.4.4 固含物的酶解轉(zhuǎn)化 128
7.5 木質(zhì)素結(jié)構(gòu)解析及轉(zhuǎn)化 128
7.5.1 木質(zhì)素表面顏色及得率 128
7.5.2 分餾木質(zhì)素的二維核磁表征 129
7.5.3 木質(zhì)素解聚轉(zhuǎn)化 131
7.6 半纖維素轉(zhuǎn)化產(chǎn)物檢測 132
7.7 本章總結(jié) 133
參考文獻(xiàn) 133
第8章 低共熔溶劑高效預(yù)處理生物質(zhì)結(jié)合超聲制備納米纖維素 135
8.1 背景概述 135
8.2 材料和方法 135
8.2.1 原材料和試劑 135
8.2.2 實(shí)驗(yàn)方法 136
8.3 結(jié)構(gòu)表征分析 137
8.3.1 預(yù)處理后棉花纖維的形貌觀察 137
8.3.2 纖維素晶型及相對結(jié)晶度 137
8.3.3 傅里葉變換紅外光譜檢測表面官能團(tuán) 137
8.3.4 碳原子化學(xué)連接方式的13C核磁共振分析 138
8.3.5 纖維素聚合度、表面電位和電荷的測量 138
8.3.6 纖維素?zé)岱€(wěn)定性測量 138
8.3.7 溶液中羥甲基糠醛含量的測定 138
8.4 產(chǎn)物性能檢測 138
8.4.1 低共熔溶劑預(yù)處理制備楊木納米纖維素 138
8.4.2 不同生物質(zhì)原料制備納米纖維素 139
8.4.3 超高含量棉花纖維制備納米纖維素 140
8.5 本章總結(jié) 149
參考文獻(xiàn) 149
第9章 水合低共熔溶劑預(yù)處理結(jié)合超聲規(guī)?；苽浼{米纖維素 151
9.1 背景概述 151
9.2 材料和方法 152
9.2.1 紙漿原料制備 152
9.2.2 水合低共熔溶劑處理紙漿原料 152
9.2.3 高頻超聲法制備納米纖維素 153
9.2.4 納米纖維素中試規(guī)模制備 153
9.3 結(jié)構(gòu)表征分析 153
9.3.1 水合低共熔溶劑的分子動(dòng)力學(xué)模擬 153
9.3.2 低共熔溶劑的溶劑化顯色參數(shù) 156
9.3.3 得率及組分含量 158
9.3.4 紅外光譜分析 159
9.4 產(chǎn)物性能檢測 160
9.4.1 晶型和結(jié)晶度檢測 160
9.4.2 熱穩(wěn)定性分析 160
9.4.3 納米纖維素的形貌變化 161
9.4.4 掃描電鏡分析 165
9.4.5 規(guī)模化處理和制備納米纖維素 166
9.5 本章總結(jié) 167
參考文獻(xiàn) 168
第10章 水合金屬鹽類低共熔溶劑室溫溶解纖維素 170
10.1 背景概述 170
10.2 材料和方法 170
10.2.1 纖維素原料 170
10.2.2 低共熔溶劑的制備 171
10.2.3 低共熔溶劑溶解纖維素 171
10.2.4 密度泛函理論計(jì)算 171
10.2.5 溶劑的酸解離常數(shù)計(jì)算 171
10.2.6 溶劑化顯色參數(shù)測試 171
10.2.7 高效液相色譜分析 172
10.3 設(shè)計(jì)氫鍵分子剪刀溶劑 172
10.4 利用設(shè)計(jì)的低共熔溶劑室溫溶解纖維素 175
10.5 再生纖維素結(jié)構(gòu)表征 178
10.6 溶劑的普適性與循環(huán)使用性檢驗(yàn) 180
10.7 本章總結(jié) 181
參考文獻(xiàn) 182
需關(guān)注的問題 184