科研产出
农作物秸秆纤维提取技术研究进展
《农业环境科学学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：农业废弃物的高值化利用有助于缓解资源约束、减少环境污染.秸秆纤维素是细胞壁中最主要的物质,与木质素和半纤维素稳定嵌套,难以分离.因此,秸秆有效组分分离提取是实现其高值化利用的基础和关键.本文对秸秆中纤维微观结构、形成机制及理化性质进行深入阐述,介绍了提取纤维素的多种技术,并对纤维素分离原理与优缺点进行了凝练.针对现有技术壁垒及局限性,展望秸秆纤维分离、提取及纯化等的研究领域和发展方向,以期为探索出高效绿色环保的工艺技术,实现秸秆纤维素的高值化利用奠定基础.
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电子束辐照对不同含水量芦苇木质纤维素结构及酶解性能的影响
《辐射研究与辐射工艺学报 》 2023 CSCD
摘要：以不同含水量的芦苇木质纤维素（以下简称芦苇）为试验材料，采用5 MeV电子束辐照处理，研究了电子束辐照对不同含水量芦苇化学组分、超分子结构、粉碎粒径及酶解性能的影响。结果表明：不同含水量的芦苇经电子束辐照后均发生降解，超分子结构受到破坏，粉碎后小粒径颗粒显著增加，酶解转化率大幅度提高；当吸收剂量相同时，不同含水量芦苇的表观形貌、超分子结构及粉碎粒径分布没有明显区别，但酶解转化率与含水量呈负相关，含水量5%、10%和50%的芦苇经过500 kGy电子束辐照后，纤维素酶解转化率分别22.24%、19.76%和18.57%，半纤维素酶解转化率分别为25.04%、23.84%和19.56%，经过1 000 kGy电子束辐照后，含水量5%、10%和50%的芦苇纤维素酶解转化率分别为54.09%、47.27%和49.24%，半纤维素酶解转化率分别62.30%、53.25%和47.83%；当吸收剂量为500 kGy时，含水量为5%的芦苇纤维素、半纤维素较含水量10%和50%芦苇降解严重，而当吸收剂量为1 000 kGy时，含水量为50%的芦苇纤维素、半纤维素则较含水量5%和10%的芦苇降解严重，并且较含水量5%和10%的芦苇，含水量为50%的芦苇纤维素、半纤维素更多地被降解为非糖类物质。
关键词： 电子束 辐照 含水量 芦苇 木质纤维素 结构 酶解
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纤维素基水凝胶的辐射合成及其对水体中Cd2+吸附性能研究
《应用化工 》 2022 CSCD
摘要：采用丙烯酸、丙烯酰胺为主要单体，通过60 Co-γ射线辐射引发纤维素接枝，制备纤维素基重金属吸附材料。考察了纤维素种类、添加量及溶液pH对重金属Cd2+的吸附容量及去除率的影响。结果表明，最佳合成条件为：辐照剂量5 kGy,剂量率2 kGy/h,丙烯酰胺∶丙烯酸=3∶1,纤维素占固含量的重量百分比为17.85%。在该条件下得到自制纤维素（17.85%SMC）及微晶纤维素（17.85%MCC）接枝聚合物，在Cd2+溶液pH=7时，吸附容量分别为44.29 mg/g, 42.09 mg/g。17.85%SMC经5次循环，Cd2+吸附容量＞40 mg/g,去除率＞80%。FTIR、SEM-EDS、TGA分析表明，主要单体成功接枝到纤维素上并形成酯基，纤维素添加量为17.85%时纤维素接枝聚合物保持良好的热稳定性，其Cd2+吸附效果最佳。
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纤维素基水凝胶的辐射合成及其对水体中Cd2+吸附性能研究
《应用化工 》 2022 CSCD
摘要：采用丙烯酸、丙烯酰胺为主要单体,通过60 Co-γ 射线辐射引发纤维素接枝,制备纤维素基重金属吸附材料.考察了纤维素种类、添加量及溶液pH对重金属Cd2+的吸附容量及去除率的影响.结果表明,最佳合成条件为:辐照剂量5 kGy,剂量率2 kGy/h,丙烯酰胺∶丙烯酸=3∶1,纤维素占固含量的重量百分比为17.85%.在该条件下得到自制纤维素(17.85%SMC)及微晶纤维素(17.85%MCC)接枝聚合物,在Cd2+溶液pH =7 时,吸附容量分别为44.29 mg/g,42.09 mg/g.17.85%SMC经 5 次循环,Cd2+吸附容量>40 mg/g,去除率>80%.FTIR、SEM-EDS、TGA分析表明,主要单体成功接枝到纤维素上并形成酯基,纤维素添加量为17.85%时纤维素接枝聚合物保持良好的热稳定性,其Cd2+吸附效果最佳.
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甲酸法分离南荻木质纤维素组分及其结构分析
《太阳能学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：采用甲酸法对南荻木质纤维素组分进行分离,系统研究不同条件对南荻组分分离的影响,并对其结构进行分析。结果表明,甲酸质量分数88%、反应时间3 h、水浴温度100℃和料液比1∶10为较适合的工艺参数。在该条件下纤维素、半纤维素和木质素回收率分别为91.7%、80.2%和85.3%,纤维素和木质素纯度分别为83.6%和86.8%。傅里叶红外光谱（FT-IR）、X射线衍射（XRD）和热重分析仪（TGA）分析表明,制备所得纤维素和木质素均发生了较大程度甲酰化修饰;纤维素基本结构保留完整,相对结晶度明显增大;木质素苯环结构保留完整,具有较高的热稳定性。
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辐照协同甲酸分离油茶壳中纤维素、木质素和木糖的工艺研究
《核农学报 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：为了提高油菜壳木质纤维素分离效率,本试验以油茶壳为原料,研究不同辐照剂量(0、200、400、600、800 kGy)处理后其粉碎能耗、粒度分布和化学组分的变化,同时开展辐照协同甲酸分离油茶壳木质纤维素的工艺研究.结果表明,辐照处理后油茶壳粉碎能耗降低,粉碎后细颗粒样品所占比例增加,经400 kGy剂量辐照处理的油茶壳粉碎能耗比对照节约43.59%,800 kGy剂量辐照处理的油茶壳粉碎后粒径<0.075 mm的颗粒占比达到41.38%.辐照处理后油茶壳木质纤维素发生降解,水溶性组分、水溶性单糖、聚糖含量均增加.辐照协同甲酸分离油茶壳纤维素、木质素和木糖的最佳工艺为:辐照剂量400 kGy,反应温度100℃,反应时间3 h,在此条件下分离获得的油茶壳纤维素、木质素、木糖的提取率分别为89.94%、47.74%和96.37%,纤维素和木质素纯度分别为45.05%和91.92%.本研究结果对油茶壳木质纤维素全组分的高效分离和应用具有重要意义.
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外源GABA对双孢蘑菇细胞壁代谢及木质化进程的影响
《食品工业科技 》 2020 北大核心
摘要：为了探究γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA)处理对双孢蘑菇细胞壁代谢及木质化进程的影响,本文研究了5 mmol/L GABA处理对双孢蘑菇几丁质、纤维素、木质素含量以及细胞壁代谢和木质素合成的相关酶活力的影响(4℃贮藏12 d)。结果表明:GABA处理能显著(P <0.05)抑制双孢蘑菇几丁质酶和纤维素酶的活力,减缓几丁质和纤维素的降解,这说明GABA处理能较好维持细胞膜的结构和抗压力。在贮藏6 d后,双孢蘑菇中的木质素含量不断升高,木质化进程不断加深。相关性分析表明,木质素含量与苯丙氨酸解氨酶活力(PAL)活力呈极显著负相关(P <0.01),而与肉桂醇脱氢酶(CAD)活力呈极显著正相关(P <0.01)。GABA处理组木质素含量低于对照组,PAL活力高于对照组,而CAD活力却低于对照组,这说明GABA能够通过提高PAL活力和抑制CAD活力来降低双孢蘑菇木质素的积累,进而延缓其木质化进程。
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甲酸分离辐照稻草中纤维素、木质素和木糖的工艺
《辐射研究与辐射工艺学报 》 2020 CSCD
摘要：稻草经辐照预处理后,采用甲酸法分离纤维素、木质素和木糖组分,研究吸收剂量、反应温度和反应时间对分离效果的影响,并对分离后的组分进行组成分析和红外光谱表征.研究结果表明:辐照处理后的稻草纤维素和木聚糖降解产生水溶性低聚糖;经400 kGy剂量辐照处理的稻草采用质量分数88%的甲酸在100℃反应3 h后,木质纤维素组分获得最佳分离效果,其中纤维素、木质素和木糖的提取率分别为83.22%、46.18%和89.52%,纤维素和木质素的纯度分别为61.26%和86.19%,木糖组分中木糖和阿拉伯糖浓度分别为7.04 g/L和0.77 g/L.傅里叶变换红外光谱分析表明甲酸分离的稻草纤维素和木质素均产生了甲酰化修饰.
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钴-60伽马射线辐照对甲酸分离玉米芯成分的影响
《辐射研究与辐射工艺学报 》 2018 CSCD
摘要：采用~(60)Co γ射线辐照玉米芯至吸收剂量分别为200、400、800 kGy,研究辐照对甲酸分离玉米芯纤维素、木质素和木聚糖的影响,并对甲酸分离获得的纤维素、木质素进行纯度测定和傅里叶红外光谱(FT-IR)分析。实验结果表明,随着吸收剂量升高,玉米芯粉碎能耗降低,纤维素和木聚糖降解程度增大,800 kGy处理后的玉米芯纤维素和木聚糖比对照组(0 kGy)分别下降27.68%和42.19%。随吸收剂量的增加,甲酸分离木质素提取率无显著变化,纤维素提取率降低,木糖提取率升高,200、400、800 kGy处理后木糖提取率比对照组分别升高14.45%、41.10%和58.63%;纤维素和木质素纯度也随吸收剂量升高而增加,200、400、800kGy处理后,纤维素纯度比对照组分别升高5.77%、14.53%和18.51%;木质素纯度比对照组分别升高7.50%、16.11%和18.79%。FT-IR分析表明,随着吸收剂量增加,纤维素结晶指数和木质素中羟基含量均呈下降趋势。结果说明,辐照结合甲酸处理能够有效分离玉米芯三组分,为玉米芯全组分的高效利用提供技术支撑。
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