用素稳定策略进行素纤维素生物质预处理,并将价值化转化为多用途分离

科学领域:

• 生物质价值化和可再生化学生产.
• 可持续化学和绿色工程.
• 材料科学和纳米技术.

背景情况:

• 红纤维素生物质是可持续化学品和产品制造的关键可再生资源.
• 生物质成分的高效分化对于最大限度地提高其价值至关重要.
• 现有的预处理方法经常面临可回收性和产品降解方面的挑战.

研究的目的:

• 开发一种多用途的生物质分化策略,使用可回收的酸和木质素稳定剂.
• 将所有主要的生物质成分提升为高价值产品.
• 证明拟议的预处理用于生产功能材料和化学品的可行性.

主要方法:

• 使用的p-toluenesulfonic acid (p-TsOH) 水溶液作为可回收的酸水中基因,用于化物提取.
• 采用氧酸 (GA) 来稳定提取的木质素.
• 研究了素的去聚合成芳香单体的过程.
• 通过直接加热预处理液体将单糖转化为furfural.
• 评估葡萄糖的酶性水解用于糖化.
• 评估预处理基板对于造纸的适用性.

主要成果:

• 使用80重量%的p-TsOH与80°C的GA在15分钟内达到83.0%的红素溶解.
• 在防晒中加入4重量%的素纳米球,SPF从15增加到59.94.4.
• 通过脱聚合,获得84.2%的高素油产量.
• 从没有酸催化剂的单糖中达到53.7%的furfural产量.
• 通过增强的酶性水解实现了98.4%的葡萄糖糖化产量.
• 生产的造纸纸具有改善的撕裂和拉伸强度指数 (分别增加5.3%和25.4%),当加入15%的纤维时.

结论:

• 开发的预处理策略可以有效和可回收的分成石纤维素生物质.
• 这种方法成功地将生物质提升为各种高价值产品,包括用于防晒的功能化木质素,芳香单体,furfural和增强型纸制品.
• 该研究为全面利用生物质和可持续化学品生产提供了可行的途径.