一种协同的微波辅助的水合深度性溶剂 (DES) 预处理,用于高效地分成小麦

科学领域:

• 生物质预处理 生物质预处理
• 绿色化学 绿色化学
• 可持续材料 可持续材料

背景情况:

• 深度环氧溶剂 (DES) 具有生物质加工的潜力,但具有高粘度和长反应时间,阻碍了工业应用.
• 效率高的纤维素粉碎对于生物提炼和生产有价值的化学品和材料至关重要.

研究的目的:

• 开发一种使用DES和微波辅助水的协同预处理方法,以高效地分离葡萄糖纤维素 (小麦).
• 通过将水引入预处理过程,减轻DES粘度并减少试剂消耗.
• 评估预处理对脱,半纤维素去除和纤维素保留的有效性,并评估DES的可回收性.

主要方法:

• 合成的DES与微波辅助水化方法相结合,用于小麦草预处理.
• 将水添加到DES系统中以减少粘度和试剂消耗.
• 优化反应条件 (120°C,20%重量水) 用于预处理.
• 分析了线素的结构变化和分子量分布.
• 在两个周期中测试了DES的可回收性.

主要成果:

• 在优化条件下,实现了88.9%的脱,90.2%的半纤维素去除和85.4%的纤维素保留.
• 预处理有助于有效地分离纤维纤维素成分,在纤维素中的β-O-4连接被裂开.
• 回收的红素显示出更均的分子重量分布,水保护的红素H型单位.
• 回收的DES保持了高效率,在第二个循环中实现了77.77%的半纤维素去除和74.59%的红素去除.

结论:

• 开发的协同预处理方法使得在温和条件下能够快速有效地分化纤维酸生物质.
• 添加水有效地减轻了DES粘度,并保护了红素结构.
• DES的可回收性证明了该过程的经济和环境可行性,大大降低了化学试剂的消耗.