一个级联过程,将漂白的竹升级为溶解纸和阿拉比诺西兰

科学领域:

• 纤维素的化学成分
• 生物精炼是生物精炼的方法之一.
• 绿色化学是一种绿色化学.

背景情况:

• 优化从纤维素生物质中溶解纸生产对于经济效率至关重要.
• 除了溶解纸之外,利用半纤维素分数,如阿拉比诺西兰 (AX),提供了一个经济机会.
• 目前用于溶解纸和AX联合生产的方法经常面临效率和产品质量方面的挑战.

研究的目的:

• 开发一种综合的两步工艺,从白化竹 kraft 纸中共同生产高品质的溶解纸和阿拉比诺xylan (AX).
• 为了研究使用深度浸泡溶剂 (DES) 与机械提炼相结合,用于增强纤维素和半纤维素提取.
• 评估拟议的级联工艺的经济可行性和可持续性.

主要方法:

• 采用了一种两步级联工艺,涉及深度环氧溶剂 (DES) 预处理,然后进行机械提炼.
• 由四级氧化和尿素组成的性DES被用于白化竹的预处理.
• 在DES处理后进行机械提炼,以增强纤维素的结构和反应性.

主要成果:

• 该工艺产生了高质量的溶解纸,其α-纤维素含量为97.7%,并选择性地提取了高质量的AX.
• 机械提炼通过打开纤维素结构,显著提高了纤维素的反应性,达到70.0%以上.
• 实现了高产量:63.8g的溶解纸和13.0g的AX每100g的漂白的竹纸.

结论:

• 具有不同度的定制DES可以选择性地生产溶解纸或AX,优化它们用于下游应用.
• 在DES膨胀和机械纤维化之间的协同作用增强了纤维素的反应性.
• 这种综合工艺提供了一个可持续的,经济上有吸引力的替代品,通过共同生产有价值的AX来升级溶解纸.