表面活性劑耦合離子液體預處理稻稈對酶解的影響及機理研究.pdf

1、隨著世界經濟的進步與發(fā)展，人類社會面臨著資源短缺和環(huán)境問題的雙重挑戰(zhàn)，而纖維素材料是自然界中取之不盡、用之不竭的可再生資源，若能綜合高效利用木質纖維素，將有望減輕我國能源短缺困難，生物質能源因其原料資源潛力大、成本低等特點備受關注。木質纖維素原料是由半纖維素和木質素相互交聯，將纖維素包埋，形成復雜的結構，這是木質纖維素生產生物乙醇的難點，因此，預處理是提高木質纖維材料酶解效果的關鍵步驟，更是木質纖維材料制造生物乙醇的重要環(huán)節(jié)，對木質纖維

2、材料進行預處理以促進酶解糖化過程具有重要意義。
　　本文以稻稈為木質纖維素原料，研究表面活性劑耦合離子液體預處理條件對稻稈酶解的影響，考察預處理溫度、時間、不同種類表面活性劑的添加比例對稻稈酶解的影響；對不同種類表面活性劑耦合離子液體預處理法進行研究，并通過紅外光譜（FTIR）、X-射線衍射圖譜（XRD）、掃描電鏡（SEM）和原子力顯微鏡（AFM）證實不同表面活性劑耦合離子液體對預處理稻稈皆具有促進作用，同時對影響機理進行深入分析

3、探討；以及通過分析最佳條件下考察不同酶組合，纖維素酶和β-葡萄糖苷酶單獨作用及協同作用對稻稈酶解還原糖產量的影響，以確定最佳酶體系，并研究在最佳酶體系中不同預處理方法兩種酶協同作用的酶解動力學研究。
　　通過單因素試驗對稻稈預處理工藝及參數進行優(yōu)化，以纖維轉化率為指標得到最優(yōu)工藝條件：加熱溫度110℃，加熱時間60 min,表面活性劑添加量為1％，在此條件下纖維轉化率皆能明顯提高。相比未處理稻稈，纖維轉化率大幅提升,說明表面活性劑

4、添加對離子液體預處理稻稈有促進作用。
　　應用不同種類表面活性劑(包括陽離子型、陰離子型、非離子型、生物型)耦合離子液體對預處理稻稈酶解影響及物化特性，研究結果表明，與單獨離子液體處理相比，表面活性劑聯合離子液體預處理稻稈可提升纖維轉化率效果為：生物表面活性劑-離子液體>非離子型表面活性劑-離子液體>陰離子型表面活性劑-離子液體>陽離子型表面活性劑-離子液體。通過稻稈成分分析表明表面活性劑輔助離子液體混合體系作用過程能有效去除木質

5、素。紅外分光光譜圖(FTIR)和X-射線衍射(XRD)分析表明經處理后稻稈結晶指數下降，晶體尺寸也變小，說明預處理后能有效降低纖維素結晶度，提高纖維素與酶的結合效果。SEM顯微鏡下觀察形貌發(fā)現處理后的稻稈失去原有桿狀骨架，遭到很大程度的破壞，使纖維素與酶可及度增加。
　　在最佳工藝條件下，分析表面活性劑耦合離子液體預處理稻稈的酶解動力學，結果表明，最佳酶組合為纖維素酶50 FPU/g和β-葡萄糖苷酶40 CBU/g，纖維素酶與β-