纤维素溶解的现状研究PPT学习教案

1、会计学1第1页/共26页1030%的半纤维素和2030%的木质素。第2页/共26页返回第3页/共26页第4页/共26页返回第5页/共26页第6页/共26页 通常需经过3个步骤才可以从纤维素制得乙醇：由于天然纤维素原料的结构非常复杂，必须经过处理使其降解成为小分子糖才能被微生物所利用，所以第一阶段需通过物理的、化学的或酶技术将纤维素聚合物降解为单糖；第二阶段是微生物(一般采用酵母)将糖转化为乙醇；第三阶段是通过蒸馏回收乙醇第7页/共26页第8页/共26页2.2 从纤维素制备氢气 迄今为止，生物制取处理的对象主要为含糖和淀粉类碳水化合物的有机废水，对于含纤维素类生物质的生物制氢，例如农副产品下脚料

2、、农作物秸秆等的生物制取研究则甚少报道。我国是传统的农业大国，生物质资源极为丰富，除少量被用在饲料外，大多被废弃或焚烧，不仅造成资源的浪费。也造成严重的环境污染问题。如能将这些可再生的生物质资源转化为氢能，不仅可以减少由于生物质废弃物的堆积、焚烧所造成的环境污染问题，还可降低人们对于化石矿物燃料等一次性资源的依赖程度。第9页/共26页2.3 从纤维素制备生物柴油 生物柴油燃料又称为生物柴油燃料又称为“阳光燃料阳光燃料”，是以动植物油脂，是以动植物油脂为原料经过化学酯化反应制得的改性脂肪酸单酯，包括脂为原料经过化学酯化反应制得的改性脂肪酸单酯，包括脂肪酸甲酯、脂肪酸乙酯和脂肪酸丙酯等。它具有与从

3、石油肪酸甲酯、脂肪酸乙酯和脂肪酸丙酯等。它具有与从石油中炼制的柴油相似的燃烧特性，故被称为生物柴油。与石中炼制的柴油相似的燃烧特性，故被称为生物柴油。与石油柴油相比，生物柴油具有很多优点，如较好的低温发动油柴油相比，生物柴油具有很多优点，如较好的低温发动机启动性能、较好的润滑性能；燃烧残留物呈微酸性，使机启动性能、较好的润滑性能；燃烧残留物呈微酸性，使发动机机油的使用寿命延长；硫含量低，使得二氧化硫和发动机机油的使用寿命延长；硫含量低，使得二氧化硫和硫化物的排放低；燃烧后废气中微小颗粒物含量低，不含硫化物的排放低；燃烧后废气中微小颗粒物含量低，不含对环境会造成污染的芳香族烷烃；含氧量高，使其燃

4、烧时对环境会造成污染的芳香族烷烃；含氧量高，使其燃烧时排烟量减少；生物分解性高，有利于环境保护。可见，生排烟量减少；生物分解性高，有利于环境保护。可见，生物柴油是清洁的可再生能源，是一种典型的物柴油是清洁的可再生能源，是一种典型的“绿色能源绿色能源”，大力发展生物柴油对经济可持续发展，推进能源替代，大力发展生物柴油对经济可持续发展，推进能源替代，减轻环境压力，控制城市大气污染具有重要的战略意义。减轻环境压力，控制城市大气污染具有重要的战略意义。返回第10页/共26页第11页/共26页第12页/共26页第13页/共26页第14页/共26页 按照Lewis酸性可分为，可调酸性的离子液体(如AlCl

5、3型)和中性的离子液体(如BF4-、PF6-等)； 还可从水溶性角度将其分为亲水型离子液体与憎水型离子液体。第15页/共26页返回第16页/共26页第17页/共26页第18页/共26页C6H7O2(OH)3NaOHN 和和C6H7O2(OH)2ONaN之之间可以互相转化。温度越低，纤维素钠间可以互相转化。温度越低，纤维素钠C6H7O2(OH)2ONaN 越易电离，所以纤维素在低越易电离，所以纤维素在低温下容易溶解。温下容易溶解。 此外，碱液还可以破坏纤维素分子间氢键，尿此外，碱液还可以破坏纤维素分子间氢键，尿素在碱液中可以破坏分子内氢键，所以尿素的加入素在碱液中可以破坏分子内氢键，所以尿素的加

6、入有利于促进纤维素的溶解有利于促进纤维素的溶解 4.5 离子液体溶剂离子液体溶剂 国内外的很多科技工作者都投入了大量的精国内外的很多科技工作者都投入了大量的精力开发新型纤维素溶剂体系，离子液体的出现有望力开发新型纤维素溶剂体系，离子液体的出现有望成为纤维素的一种新型的绿色溶剂。成为纤维素的一种新型的绿色溶剂。第19页/共26页4.5.1 绿色化学绿色化学又称环境友好化学，它的主要特点是：主要特点是： 1.充分利用资源和能源，采用无毒、无害的原料； 2.在无毒、无害的条件下进行反应，以减少废物向环境排放； 3.提高原子的利用率，力图使所有作为原料的原子都被产品所消纳，实现“零排放”； 4.生产出

7、有利于环境保护、社区安全和人体健康的环境友好的产品。 第20页/共26页4.5.2 离子液体溶剂现状第21页/共26页导致纤维素在离子液体中的溶解。纤维素的离子液体溶液具有相当的稳定性。张军等人发现，纤维素在AMIMCI中溶解完全后，得到透明的、琥珀色的溶液，当冷却到室温后，溶液能继续保持液体状态，即使在室温下保存三个月，纤维素也不会析出，纤维素 AMIMCI溶液也不会发生固化和结晶。由于离子液体AMIMCI和BMIMCI均是亲水性，可以以任意比例与水互溶，因此纤维素的离子液体溶液可以以水为凝同剂进行纤维素的再生，是相当环境友好的制备再生纤维素的方法。第22页/共26页 离子液体的研究总体上还

8、处于初期阶段，在应用方面还存在不足：制备成本较高，产品要达到高纯度较困难；离子液体参与的化工催化工艺还不成熟；描述物化性质的数据量不足，限制了数学物理方法在此方面的应用。未来离子液体研究的重点内容将会是新型、功能特定的离子液体的设计、合成。顺应当前绿色化学新理念的要求，有特定功能、本质环境友好、可降解的离子液体将备受青睐。返回第23页/共26页 21世纪是能源的世纪，随着煤炭、石油、天然气等化石能源的不断枯竭，人类的发展已经受到了很大的限制，而各国之间因为能源而爆发的冲突亦不断增加。为了人类的可持续发展，我们除了节约能源之外，更要不断的开发探索新能源。其中，生物质能作为一种清洁、无污染、来源广而易得的能源有很大的发展潜力。尤以纤维素的研究更为广泛、成熟。 纤维