使用γ-瓦莱洛/酸双溶剂系统有效地解离树纤维 - - 纤维纤维的木质素和表面性质的结构变化

科学领域:

• 绿色化学是一种绿色化学.
• 生物质加工生物质的加工.
• 材料科学 是一种材料科学.

背景情况:

• 木纤维解离对于材料生产至关重要.
• 目前的方法通常需要恶劣的条件或广泛的预处理.
• 开发可持续和高效的分离方法至关重要.

研究的目的:

• 开发一种绿色和高效的二元有机溶剂系统,用于木纤维解离.
• 调查玛-瓦莱洛拉克 (GVL) 和酸 (FA) 在去除红素和保留纤维素方面的有效性.
• 描述红素的结构变化和由此产生的纤维的特性.

主要方法:

• 使用GVL/FA二元溶剂系统进行木纤维解离,无需先前粉碎或预处理.
• 优化解离条件,包括温度,反应时间,溶剂比率和固体液体比率.
• 采用了先进的表征技术:2D-HSQC,31P NMR,GPC和Py-GC-MS来分析红素结构和纤维特性.

主要成果:

• 在最佳条件下 (120°C,3小时,GVL:FA=1:3, 1:20 S/L) 达到88.25%的纤维素保留率.
• 分离发生在几乎完全的纤维保留和素迁移到纤维表面时.
• 观察到素中β-乙键的裂变和结构的产生,以及纤维的表面功能化.

结论:

• GVL/FA系统提供了一种绿色和有效的木纤维解离和木质素价值化的方法.
• 分离纤维适用于制备功能材料和人造板.
• 这种方法促进了可持续的生物质加工和材料开发.