纖維素溶解的現(xiàn)狀研究PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1第1頁/共26頁1030%的半纖維素和2030%的木質(zhì)素。第2頁/共26頁返回第3頁/共26頁第4頁/共26頁返回第5頁/共26頁第6頁/共26頁 通常需經(jīng)過3個(gè)步驟才可以從纖維素制得乙醇：由于天然纖維素原料的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，必須經(jīng)過處理使其降解成為小分子糖才能被微生物所利用，所以第一階段需通過物理的、化學(xué)的或酶技術(shù)將纖維素聚合物降解為單糖；第二階段是微生物(一般采用酵母)將糖轉(zhuǎn)化為乙醇；第三階段是通過蒸餾回收乙醇第7頁/共26頁第8頁/共26頁2.2 從纖維素制備氫氣 迄今為止，生物制取處理的對(duì)象主要為含糖和淀粉類碳水化合物的有機(jī)廢水，對(duì)于含纖維素類生物質(zhì)的生物制氫，例如農(nóng)副產(chǎn)品下腳料

2、、農(nóng)作物秸稈等的生物制取研究則甚少報(bào)道。我國(guó)是傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)大國(guó)，生物質(zhì)資源極為豐富，除少量被用在飼料外，大多被廢棄或焚燒，不僅造成資源的浪費(fèi)。也造成嚴(yán)重的環(huán)境污染問題。如能將這些可再生的生物質(zhì)資源轉(zhuǎn)化為氫能，不僅可以減少由于生物質(zhì)廢棄物的堆積、焚燒所造成的環(huán)境污染問題，還可降低人們對(duì)于化石礦物燃料等一次性資源的依賴程度。第9頁/共26頁2.3 從纖維素制備生物柴油 生物柴油燃料又稱為生物柴油燃料又稱為“陽光燃料陽光燃料”，是以動(dòng)植物油脂，是以動(dòng)植物油脂為原料經(jīng)過化學(xué)酯化反應(yīng)制得的改性脂肪酸單酯，包括脂為原料經(jīng)過化學(xué)酯化反應(yīng)制得的改性脂肪酸單酯，包括脂肪酸甲酯、脂肪酸乙酯和脂肪酸丙酯等。它具有與從

3、石油肪酸甲酯、脂肪酸乙酯和脂肪酸丙酯等。它具有與從石油中煉制的柴油相似的燃燒特性，故被稱為生物柴油。與石中煉制的柴油相似的燃燒特性，故被稱為生物柴油。與石油柴油相比，生物柴油具有很多優(yōu)點(diǎn)，如較好的低溫發(fā)動(dòng)油柴油相比，生物柴油具有很多優(yōu)點(diǎn)，如較好的低溫發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)性能、較好的潤(rùn)滑性能；燃燒殘留物呈微酸性，使機(jī)啟動(dòng)性能、較好的潤(rùn)滑性能；燃燒殘留物呈微酸性，使發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油的使用壽命延長(zhǎng)；硫含量低，使得二氧化硫和發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油的使用壽命延長(zhǎng)；硫含量低，使得二氧化硫和硫化物的排放低；燃燒后廢氣中微小顆粒物含量低，不含硫化物的排放低；燃燒后廢氣中微小顆粒物含量低，不含對(duì)環(huán)境會(huì)造成污染的芳香族烷烴；含氧量高，使其燃

4、燒時(shí)對(duì)環(huán)境會(huì)造成污染的芳香族烷烴；含氧量高，使其燃燒時(shí)排煙量減少；生物分解性高，有利于環(huán)境保護(hù)。可見，生排煙量減少；生物分解性高，有利于環(huán)境保護(hù)。可見，生物柴油是清潔的可再生能源，是一種典型的物柴油是清潔的可再生能源，是一種典型的“綠色能源綠色能源”，大力發(fā)展生物柴油對(duì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展，推進(jìn)能源替代，大力發(fā)展生物柴油對(duì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展，推進(jìn)能源替代，減輕環(huán)境壓力，控制城市大氣污染具有重要的戰(zhàn)略意義。減輕環(huán)境壓力，控制城市大氣污染具有重要的戰(zhàn)略意義。返回第10頁/共26頁第11頁/共26頁第12頁/共26頁第13頁/共26頁第14頁/共26頁 按照Lewis酸性可分為，可調(diào)酸性的離子液體(如AlCl

5、3型)和中性的離子液體(如BF4-、PF6-等)； 還可從水溶性角度將其分為親水型離子液體與憎水型離子液體。第15頁/共26頁返回第16頁/共26頁第17頁/共26頁第18頁/共26頁C6H7O2(OH)3NaOHN 和和C6H7O2(OH)2ONaN之之間可以互相轉(zhuǎn)化。溫度越低，纖維素鈉間可以互相轉(zhuǎn)化。溫度越低，纖維素鈉C6H7O2(OH)2ONaN 越易電離，所以纖維素在低越易電離，所以纖維素在低溫下容易溶解。溫下容易溶解。 此外，堿液還可以破壞纖維素分子間氫鍵，尿此外，堿液還可以破壞纖維素分子間氫鍵，尿素在堿液中可以破壞分子內(nèi)氫鍵，所以尿素的加入素在堿液中可以破壞分子內(nèi)氫鍵，所以尿素的加

6、入有利于促進(jìn)纖維素的溶解有利于促進(jìn)纖維素的溶解 4.5 離子液體溶劑離子液體溶劑 國(guó)內(nèi)外的很多科技工作者都投入了大量的精國(guó)內(nèi)外的很多科技工作者都投入了大量的精力開發(fā)新型纖維素溶劑體系，離子液體的出現(xiàn)有望力開發(fā)新型纖維素溶劑體系，離子液體的出現(xiàn)有望成為纖維素的一種新型的綠色溶劑。成為纖維素的一種新型的綠色溶劑。第19頁/共26頁4.5.1 綠色化學(xué)綠色化學(xué)又稱環(huán)境友好化學(xué)，它的主要特點(diǎn)是：主要特點(diǎn)是： 1.充分利用資源和能源，采用無毒、無害的原料； 2.在無毒、無害的條件下進(jìn)行反應(yīng)，以減少?gòu)U物向環(huán)境排放； 3.提高原子的利用率，力圖使所有作為原料的原子都被產(chǎn)品所消納，實(shí)現(xiàn)“零排放”； 4.生產(chǎn)出

7、有利于環(huán)境保護(hù)、社區(qū)安全和人體健康的環(huán)境友好的產(chǎn)品。 第20頁/共26頁4.5.2 離子液體溶劑現(xiàn)狀第21頁/共26頁導(dǎo)致纖維素在離子液體中的溶解。纖維素的離子液體溶液具有相當(dāng)?shù)姆€(wěn)定性。張軍等人發(fā)現(xiàn)，纖維素在AMIMCI中溶解完全后，得到透明的、琥珀色的溶液，當(dāng)冷卻到室溫后，溶液能繼續(xù)保持液體狀態(tài)，即使在室溫下保存三個(gè)月，纖維素也不會(huì)析出，纖維素 AMIMCI溶液也不會(huì)發(fā)生固化和結(jié)晶。由于離子液體AMIMCI和BMIMCI均是親水性，可以以任意比例與水互溶，因此纖維素的離子液體溶液可以以水為凝同劑進(jìn)行纖維素的再生，是相當(dāng)環(huán)境友好的制備再生纖維素的方法。第22頁/共26頁 離子液體的研究總體上還

8、處于初期階段，在應(yīng)用方面還存在不足：制備成本較高，產(chǎn)品要達(dá)到高純度較困難；離子液體參與的化工催化工藝還不成熟；描述物化性質(zhì)的數(shù)據(jù)量不足，限制了數(shù)學(xué)物理方法在此方面的應(yīng)用。未來離子液體研究的重點(diǎn)內(nèi)容將會(huì)是新型、功能特定的離子液體的設(shè)計(jì)、合成。順應(yīng)當(dāng)前綠色化學(xué)新理念的要求，有特定功能、本質(zhì)環(huán)境友好、可降解的離子液體將備受青睞。返回第23頁/共26頁 21世紀(jì)是能源的世紀(jì)，隨著煤炭、石油、天然氣等化石能源的不斷枯竭，人類的發(fā)展已經(jīng)受到了很大的限制，而各國(guó)之間因?yàn)槟茉炊l(fā)的沖突亦不斷增加。為了人類的可持續(xù)發(fā)展，我們除了節(jié)約能源之外，更要不斷的開發(fā)探索新能源。其中，生物質(zhì)能作為一種清潔、無污染、來源廣而易得的能源有很大的發(fā)展?jié)摿ΑＳ纫岳w維素的研究更為廣泛、成熟。 纖維