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随着石化能源的日渐枯竭,清洁能源生产越发受到人们的重视,利用可再生能源进行工业生产势在必行。秸秆是农作物的主要副产品,也是一种重要的生物可再生资源。秸秆中的木质纤维素含量丰富,在合适的溶剂中对秸秆木质纤维素进行有效预处理,对其进行物理和化学改性,是其高附加值利用的重要途径。改性手段包括再生、衍生化、水解等。近年来由于可持续发展和清洁生产的需要,选择新型无污染的绿色介质用于秸秆预处理已成为秸秆资源高值化利用的关键问题。 本文以离子液体这种不挥发、溶解性好、化学稳定、易回收的绿色溶剂对秸秆进行预处理研究,实现其溶解及部分分离,对后续转化利用奠定了基础。主要内容包括:⑴制备了1-乙基-3-甲基-咪唑乙酸盐(EmimOAc)、醋酸胆碱(ChOAc)两种离子液体,并对其进行了NMR、IR光谱分析。⑵研究了两种咪唑型离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐(BmimCl)、1-乙基-3-甲基-咪唑乙酸盐(EmimOAc)对玉米秸秆的溶解与再生性能,结果表明二者对秸秆的溶解能力都很优异,在130℃,7.5 h及8h内溶解度可达到5wt%。溶解量随着反应时间、反应温度的增加而增加,但是再生率随之下降。这是因为过高的温度或过长时间导致纤维素发生了降解,再生富纤维素材料的量随之减少。制备了再生富纤维素薄膜,对秸秆原料、未溶残渣及再生富纤维素薄膜进行了FT-IR、XRD、SEM、TGA等表征,对比了玉米秸秆溶解再生前后的性能变化。⑶研究了可降解离子液体对秸秆的溶解与去木质素作用的影响,结果表明,可降解离子液体醋酸胆碱表现出了对秸秆良好的去木质素作用,去木质率达到85%,得到了富集纤维素的材料,完成了对秸秆的预处理过程。