CN104774878B - 一种降低纤维素结晶度的方法 - Google Patents
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Abstract
一种降低纤维素结晶度的方法，本发明涉及降低纤维素结晶度的方法。本发明要解决现有木质纤维素类原料生产燃料乙醇的水热预处理过程中存在预处理后纤维素结晶度升高，不利于后续发酵过程的问题。方法：一、将纤维素与Fe3+溶液混合，搅拌均匀，得到混合物；二、将混合物置于水热反应釜内胆中，在N2气氛、一定压力及转速下，搅拌均匀，然后将反应釜升温，在N2气氛、一定压力及温度下保温，最后将反应釜置于冷水中冷却至室温；三、打开反应釜，得到固液混合物，将固液混合物抽滤，得到固体粗品并冲洗，然后干燥，即完成降低纤维素结晶度的方法。本发明用于一种降低纤维素结晶度的方法。
Description
技术领域
本发明涉及降低纤维素结晶度的方法。
背景技术
农业废弃物是通过植物光合作用合成的有机物，主要组分是木质纤维素生物质。全世界农作物每年会产生大约2000亿t农业废弃物，其中可收集利用的有很多，如农作物秸秆，稻壳，玉米芯，甘蔗渣等。但目前，大部分农业废弃物除小部分用作造纸、牲畜饲料和燃料等用途之外，绝大部分都被丢弃于农田或就地焚烧，既浪费资源，又污染环境。
近年来，由于能源环境问题日益严峻，清洁、可再生的生物质燃料受到社会各界的广泛关注。以废弃的纤维素类物质生产乙醇等燃料不但能够减轻环境负担，更有利于缓解传统化石能源消耗的压力；同淀粉乙醇相比，纤维素乙醇生产还具有不与人争粮、不与粮争地的优势。因此，合理开发利用纤维素类生物质原料生产燃料乙醇在能源安全战略、经济和生态环境保护等方面都具有重要的意义。
利用木质纤维素类原料生产燃料乙醇主要经历以下三个过程：预处理，酶水解，乙醇发酵。其中，预处理的目的是提高木质纤维素原料的酶解糖化效率，从而获得更高的燃料产量。现有的主要预处理方法如生物预处理、酸预处理、碱预处理、蒸汽爆破预处理、水热预处理等，其过程都是通过消除或减弱半纤维素和木质素在结构上对纤维素的包裹和覆盖，提高纤维素酶与纤维素直接接触面积来提高纤维素酶解效率。实际上，纤维素本身的结晶度对酶催化水解纤维素的影响也很大，而现有的预处理方法对降低纤维素结晶度的影响有限，甚至一些预处理方法还会增加纤维素的结晶度，这对纤维素的水解十分不利。处理条件相对温和、无酸碱化学添加剂的水热预处理为例，预处理前后纤维素的结晶度没有显著变化，甚至有时还会有所升高。
发明内容
本发明要解决现有木质纤维素类原料生产燃料乙醇的水热预处理过程中存在预处理后纤维素结晶度升高，不利于后续发酵过程的问题，而提供一种降低纤维素结晶度的方法。
一种降低纤维素结晶度的方法，具体是按照以下步骤进行的：
一、将纤维素与Fe3+溶液混合，搅拌均匀，得到混合物；
所述的纤维素的质量与Fe3+溶液的体积比为1g:(8～10)mL；所述的Fe3+溶液的浓度为0.05mol/L～0.15mol/L；
二、将混合物置于水热反应釜内胆中，在N2气氛、压力为0MPa～0.20MPa及转速为80rpm～100rpm的条件下，搅拌均匀，然后将反应釜升温至110℃～150℃，在N2气氛、压力为0MPa～0.20MPa及温度为110℃～150℃下保温20min～60min，最后将反应釜置于冷水中冷却至室温；
三、打开反应釜，得到固液混合物，将固液混合物抽滤，得到固体粗品并冲洗，然后在温度为105℃下干燥，即完成降低纤维素结晶度的方法。
本发明的有益效果是：本发明能够有效降低纤维素结晶度，且可应用于水热预处理木质纤维素原料的过程，能够在不提高能耗，甚至有所降低的基础上，降低了纤维素组分的结晶度。
1.本发明能够在预处理过程中降低纤维素结晶度，降低率为5％～7％，有利于后续发酵过程的进行；
2.本发明应用于水热预处理玉米秸秆过程时，不会比单一水热预处理过程带来额外的能量消耗，在提高半纤维素移除率、木质素的去除率的基础上，降低纤维素结晶度；
3.相比于添加酸碱性化学试剂，本发明所使用的金属盐溶液对设备的耐腐蚀要求更低，安全系数更高。
由于玉米秸秆水热预处理过程中纤维素结晶度基本不会发生变化，甚至会有微小升高，而本发明能应用于玉米秸秆水热预处理中，进一步提高玉米秸秆水热预处理的效果，这是由于Fe3+能够与纤维素形成结构，使其结构变得更加疏松，适当的压力条件又能够促进这个过程的发生，因而达到了降低纤维素结晶度的效果。秸秆中，半纤维素和木质素与纤维素通过相互缠绕形成结构，本发明中这两个组分对纤维素结晶度的降低没有影响。
本发明用于一种降低纤维素结晶度的方法。
具体实施方式
本发明技术方案不局限于以下所列举的具体实施方式，还包括各具体实施方式之间的任意组合。
具体实施方式一：本实施方式所述的一种降低纤维素结晶度的方法，具体是按照以下步骤进行的：
一、将纤维素与Fe3+溶液混合，搅拌均匀，得到混合物；
所述的纤维素的质量与Fe3+溶液的体积比为1g:(8～10)mL；所述的Fe3+溶液的浓度为0.05mol/L～0.15mol/L；
二、将混合物置于水热反应釜内胆中，在N2气氛、压力为0MPa～0.20MPa及转速为80rpm～100rpm的条件下，搅拌均匀，然后将反应釜升温至110℃～150℃，在N2气氛、压力为0MPa～0.20MPa及温度为110℃～150℃下保温20min～60min，最后将反应釜置于冷水中冷却至室温；
三、打开反应釜，得到固液混合物，将固液混合物抽滤，得到固体粗品并冲洗，然后在温度为105℃下干燥，即完成降低纤维素结晶度的方法。
本实施方式的有益效果是：本实施方式能够有效降低纤维素结晶度，且可应用于水热预处理木质纤维素原料的过程，能够在不提高能耗，甚至有所降低的基础上，降低了纤维素组分的结晶度。
1.本实施方式能够在预处理过程中降低纤维素结晶度，降低率为5％～7％，有利于后续发酵过程的进行；
2.本实施方式应用于水热预处理玉米秸秆过程时，不会比单一水热预处理过程带来额外的能量消耗，在提高半纤维素移除率、木质素的去除率的基础上，降低纤维素结晶度；
3.相比于添加酸碱性化学试剂，本实施方式所使用的金属盐溶液对设备的耐腐蚀要求更低，安全系数更高。
由于玉米秸秆水热预处理过程中纤维素结晶度基本不会发生变化，甚至会有微小升高，而本实施方式能应用于玉米秸秆水热预处理中，进一步提高玉米秸秆水热预处理的效果，这是由于Fe3+能够与纤维素形成结构，使其结构变得更加疏松，适当的压力条件又能够促进这个过程的发生，因而达到了降低纤维素结晶度的效果。秸秆中，半纤维素和木质素与纤维素通过相互缠绕形成结构，本实施方式中这两个组分对纤维素结晶度的降低没有影响。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤一中所述的纤维素的质量与Fe3+溶液的体积比为1g:9mL。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二之一不同的是：步骤一中所述的Fe3+溶液的浓度为0.10mol/L。其它与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：步骤二中在N2气氛、压力为0MPa及转速为100rpm的条件下，搅拌均匀。其它与具体实施方式一至三相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：步骤二中在N2气氛、压力为0.16MPa及温度为130℃下保温40min。其它与具体实施方式一至四相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是：步骤二中在N2气氛、压力为0.08MPa及温度为130℃下保温60min。其它与具体实施方式一至五相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是：步骤二中在N2气氛、压力为0.08MPa及温度为110℃下保温60min。其它与具体实施方式一至六相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是：步骤二中在N2气氛、压力为0MPa及温度为150℃下保温20min。其它与具体实施方式一至七相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是：步骤一中Fe3+溶液为FeCl3溶液。其它与具体实施方式一至八相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一至九之一不同的是：步骤一中所述的纤维素为微晶纤维素。其它与具体实施方式一至九相同。
采用以下实施例验证本发明的有益效果：
实施例一：
本实施例所述的一种降低纤维素结晶度的方法，具体是按照以下步骤进行的：
一、将3g微晶纤维素与27mL FeCl3溶液混合，搅拌均匀，得到混合物；
所述的FeCl3溶液的浓度为0.10mol/L；
二、将混合物置于水热反应釜内胆中，在N2气氛、压力为0MPa及转速为100rpm的条件下，搅拌均匀，然后将反应釜升温至110℃，在N2气氛、压力为0MPa及温度为110℃下保温20min，最后将反应釜置于冷水中冷却至室温；
三、打开反应釜，得到固液混合物，将固液混合物抽滤，得到固体粗品并冲洗，然后在温度为105℃下干燥，即完成降低纤维素结晶度的方法。
步骤一中所述的微晶纤维素为上海恒信化学试剂有限公司生产，级别：柱层析用。
实施例二：一、将3g微晶纤维素与27mL FeCl3溶液混合，搅拌均匀，得到混合物；
所述的FeCl3溶液的浓度为0.10mol/L；
二、将混合物置于水热反应釜内胆中，在N2气氛、压力为0.08MPa及转速为100rpm的条件下，搅拌均匀，然后将反应釜升温至110℃，在N2气氛、压力为0.08MPa及温度为110℃下保温20min，最后将反应釜置于冷水中冷却至室温；
三、打开反应釜，得到固液混合物，将固液混合物抽滤，得到固体粗品并冲洗，然后在温度为105℃下干燥，即完成降低纤维素结晶度的方法。
步骤一中所述的微晶纤维素为上海恒信化学试剂有限公司生产，级别：柱层析用。
实施例三：一、将3g微晶纤维素与27mL FeCl3溶液混合，搅拌均匀，得到混合物；
所述的FeCl3溶液的浓度为0.10mol/L；
二、将混合物置于水热反应釜内胆中，在N2气氛、压力为0MPa及转速为100rpm的条件下，搅拌均匀，然后将反应釜升温至110℃，在N2气氛、压力为0MPa及温度为110℃下保温40min，最后将反应釜置于冷水中冷却至室温；
三、打开反应釜，得到固液混合物，将固液混合物抽滤，得到固体粗品并冲洗，然后在温度为105℃下干燥，即完成降低纤维素结晶度的方法。
步骤一中所述的微晶纤维素为上海恒信化学试剂有限公司生产，级别：柱层析用。
实施例四：本实施例与实施例三不同的是：一、将3g微晶纤维素与27mL FeCl3溶液混合，搅拌均匀，得到混合物；
所述的FeCl3溶液的浓度为0.10mol/L；
二、将混合物置于水热反应釜内胆中，在N2气氛、压力为0.08MPa及转速为100rpm的条件下，搅拌均匀，然后将反应釜升温至110℃，在N2气氛、压力为0.08MPa及温度为110℃下保温40min，最后将反应釜置于冷水中冷却至室温；
三、打开反应釜，得到固液混合物，将固液混合物抽滤，得到固体粗品并冲洗，然后在温度为105℃下干燥，即完成降低纤维素结晶度的方法。
步骤一中所述的微晶纤维素为上海恒信化学试剂有限公司生产，级别：柱层析用。
实施例五：一、将3g微晶纤维素与27mL FeCl3溶液混合，搅拌均匀，得到混合物；
所述的FeCl3溶液的浓度为0.10mol/L；
二、将混合物置于水热反应釜内胆中，在N2气氛、压力为0MPa及转速为100rpm的条件下，搅拌均匀，然后将反应釜升温至110℃，在N2气氛、压力为0MPa及温度为110℃下保温60min，最后将反应釜置于冷水中冷却至室温；
三、打开反应釜，得到固液混合物，将固液混合物抽滤，得到固体粗品并冲洗，然后在温度为105℃下干燥，即完成降低纤维素结晶度的方法。
步骤一中所述的微晶纤维素为上海恒信化学试剂有限公司生产，级别：柱层析用。
实施例六：一、将3g微晶纤维素与27mL FeCl3溶液混合，搅拌均匀，得到混合物；
所述的FeCl3溶液的浓度为0.10mol/L；
二、将混合物置于水热反应釜内胆中，在N2气氛、压力为0.08MPa及转速为100rpm的条件下，搅拌均匀，然后将反应釜升温至110℃，在N2气氛、压力为0.08MPa及温度为110℃下保温60min，最后将反应釜置于冷水中冷却至室温；
三、打开反应釜，得到固液混合物，将固液混合物抽滤，得到固体粗品并冲洗，然后在温度为105℃下干燥，即完成降低纤维素结晶度的方法。
步骤一中所述的微晶纤维素为上海恒信化学试剂有限公司生产，级别：柱层析用。
实施例七：一、将3g微晶纤维素与27mL FeCl3溶液混合，搅拌均匀，得到混合物；
所述的FeCl3溶液的浓度为0.10mol/L；
二、将混合物置于水热反应釜内胆中，在N2气氛、压力为0MPa及转速为100rpm的条件下，搅拌均匀，然后将反应釜升温至130℃，在N2气氛、压力为0MPa及温度为130℃下保温20min，最后将反应釜置于冷水中冷却至室温；
三、打开反应釜，得到固液混合物，将固液混合物抽滤，得到固体粗品并冲洗，然后在温度为105℃下干燥，即完成降低纤维素结晶度的方法。
步骤一中所述的微晶纤维素为上海恒信化学试剂有限公司生产，级别：柱层析用。
实施例八：一、将3g微晶纤维素与27mL FeCl3溶液混合，搅拌均匀，得到混合物；
所述的FeCl3溶液的浓度为0.10mol/L；
二、将混合物置于水热反应釜内胆中，在N2气氛、压力为0.08MPa及转速为100rpm的条件下，搅拌均匀，然后将反应釜升温至130℃，在N2气氛、压力为0.08MPa及温度为130℃下保温20min，最后将反应釜置于冷水中冷却至室温；
三、打开反应釜，得到固液混合物，将固液混合物抽滤，得到固体粗品并冲洗，然后在温度为105℃下干燥，即完成降低纤维素结晶度的方法。
步骤一中所述的微晶纤维素为上海恒信化学试剂有限公司生产，级别：柱层析用。
实施例九：一、将3g微晶纤维素与27mL FeCl3溶液混合，搅拌均匀，得到混合物；
所述的FeCl3溶液的浓度为0.10mol/L；
二、将混合物置于水热反应釜内胆中，在N2气氛、压力为0MPa及转速为100rpm的条件下，搅拌均匀，然后将反应釜升温至130℃，在N2气氛、压力为0MPa及温度为130℃下保温40min，最后将反应釜置于冷水中冷却至室温；
三、打开反应釜，得到固液混合物，将固液混合物抽滤，得到固体粗品并冲洗，然后在温度为105℃下干燥，即完成降低纤维素结晶度的方法。
步骤一中所述的微晶纤维素为上海恒信化学试剂有限公司生产，级别：柱层析用。
实施例十：一、将3g微晶纤维素与27mL FeCl3溶液混合，搅拌均匀，得到混合物；
所述的FeCl3溶液的浓度为0.10mol/L；
二、将混合物置于水热反应釜内胆中，在N2气氛、压力为0.08MPa及转速为100rpm的条件下，搅拌均匀，然后将反应釜升温至130℃，在N2气氛、压力为0.08MPa及温度为130℃下保温40min，最后将反应釜置于冷水中冷却至室温；
三、打开反应釜，得到固液混合物，将固液混合物抽滤，得到固体粗品并冲洗，然后在温度为105℃下干燥，即完成降低纤维素结晶度的方法。
步骤一中所述的微晶纤维素为上海恒信化学试剂有限公司生产，级别：柱层析用。
实施例十一：一、将3g微晶纤维素与27mL FeCl3溶液混合，搅拌均匀，得到混合物；
所述的FeCl3溶液的浓度为0.10mol/L；
二、将混合物置于水热反应釜内胆中，在N2气氛、压力为0MPa及转速为100rpm的条件下，搅拌均匀，然后将反应釜升温至130℃，在N2气氛、压力为0MPa及温度为130℃下保温60min，最后将反应釜置于冷水中冷却至室温；
三、打开反应釜，得到固液混合物，将固液混合物抽滤，得到固体粗品并冲洗，然后在温度为105℃下干燥，即完成降低纤维素结晶度的方法。
步骤一中所述的微晶纤维素为上海恒信化学试剂有限公司生产，级别：柱层析用。
实施例十二：一、将3g微晶纤维素与27mL FeCl3溶液混合，搅拌均匀，得到混合物；
所述的FeCl3溶液的浓度为0.10mol/L；
二、将混合物置于水热反应釜内胆中，在N2气氛、压力为0.08MPa及转速为100rpm的条件下，搅拌均匀，然后将反应釜升温至130℃，在N2气氛、压力为0.08MPa及温度为130℃下保温60min，最后将反应釜置于冷水中冷却至室温；
三、打开反应釜，得到固液混合物，将固液混合物抽滤，得到固体粗品并冲洗，然后在温度为105℃下干燥，即完成降低纤维素结晶度的方法。
步骤一中所述的微晶纤维素为上海恒信化学试剂有限公司生产，级别：柱层析用。
实施例十三：一、将3g微晶纤维素与27mL FeCl3溶液混合，搅拌均匀，得到混合物；
所述的FeCl3溶液的浓度为0.10mol/L；
二、将混合物置于水热反应釜内胆中，在N2气氛、压力为0MPa及转速为100rpm的条件下，搅拌均匀，然后将反应釜升温至150℃，在N2气氛、压力为0MPa及温度为150℃下保温20min，最后将反应釜置于冷水中冷却至室温；
三、打开反应釜，得到固液混合物，将固液混合物抽滤，得到固体粗品并冲洗，然后在温度为105℃下干燥，即完成降低纤维素结晶度的方法。
步骤一中所述的微晶纤维素为上海恒信化学试剂有限公司生产，级别：柱层析用。
实施例十四：一、将3g微晶纤维素与27mL FeCl3溶液混合，搅拌均匀，得到混合物；
所述的FeCl3溶液的浓度为0.10mol/L；
二、将混合物置于水热反应釜内胆中，在N2气氛、压力为0.08MPa及转速为100rpm的条件下，搅拌均匀，然后将反应釜升温至150℃，在N2气氛、压力为0.08MPa及温度为150℃下保温20min，最后将反应釜置于冷水中冷却至室温；
三、打开反应釜，得到固液混合物，将固液混合物抽滤，得到固体粗品并冲洗，然后在温度为105℃下干燥，即完成降低纤维素结晶度的方法。
步骤一中所述的微晶纤维素为上海恒信化学试剂有限公司生产，级别：柱层析用。
实施例十五：一、将3g微晶纤维素与27mL FeCl3溶液混合，搅拌均匀，得到混合物；
所述的FeCl3溶液的浓度为0.10mol/L；
二、将混合物置于水热反应釜内胆中，在N2气氛、压力为0MPa及转速为100rpm的条件下，搅拌均匀，然后将反应釜升温至150℃，在N2气氛、压力为0MPa及温度为150℃下保温40min，最后将反应釜置于冷水中冷却至室温；
三、打开反应釜，得到固液混合物，将固液混合物抽滤，得到固体粗品并冲洗，然后在温度为105℃下干燥，即完成降低纤维素结晶度的方法。
步骤一中所述的微晶纤维素为上海恒信化学试剂有限公司生产，级别：柱层析用。
实施例十六：一、将3g微晶纤维素与27mL FeCl3溶液混合，搅拌均匀，得到混合物；
所述的FeCl3溶液的浓度为0.10mol/L；
二、将混合物置于水热反应釜内胆中，在N2气氛、压力为0.08MPa及转速为100rpm的条件下，搅拌均匀，然后将反应釜升温至150℃，在N2气氛、压力为0.08MPa及温度为150℃下保温40min，最后将反应釜置于冷水中冷却至室温；
三、打开反应釜，得到固液混合物，将固液混合物抽滤，得到固体粗品并冲洗，然后在温度为105℃下干燥，即完成降低纤维素结晶度的方法。
步骤一中所述的微晶纤维素为上海恒信化学试剂有限公司生产，级别：柱层析用。
实施例十七：一、将3g微晶纤维素与27mL FeCl3溶液混合，搅拌均匀，得到混合物；
所述的FeCl3溶液的浓度为0.10mol/L；
二、将混合物置于水热反应釜内胆中，在N2气氛、压力为0MPa及转速为100rpm的条件下，搅拌均匀，然后将反应釜升温至150℃，在N2气氛、压力为0MPa及温度为150℃下保温60min，最后将反应釜置于冷水中冷却至室温；
三、打开反应釜，得到固液混合物，将固液混合物抽滤，得到固体粗品并冲洗，然后在温度为105℃下干燥，即完成降低纤维素结晶度的方法。
步骤一中所述的微晶纤维素为上海恒信化学试剂有限公司生产，级别：柱层析用。
实施例十八：一、将3g微晶纤维素与27mL FeCl3溶液混合，搅拌均匀，得到混合物；
所述的FeCl3溶液的浓度为0.10mol/L；
二、将混合物置于水热反应釜内胆中，在N2气氛、压力为0.08MPa及转速为100rpm的条件下，搅拌均匀，然后将反应釜升温至150℃，在N2气氛、压力为0.08MPa及温度为150℃下保温60min，最后将反应釜置于冷水中冷却至室温；
三、打开反应釜，得到固液混合物，将固液混合物抽滤，得到固体粗品并冲洗，然后在温度为105℃下干燥，即完成降低纤维素结晶度的方法。
步骤一中所述的微晶纤维素为上海恒信化学试剂有限公司生产，级别：柱层析用。
实施例十九：一、将3g微晶纤维素与27mL FeCl3溶液混合，搅拌均匀，得到混合物；
所述的FeCl3溶液的浓度为0.10mol/L；
二、将混合物置于水热反应釜内胆中，在N2气氛、压力为0.16MPa及转速为100rpm的条件下，搅拌均匀，然后将反应釜升温至110℃，在N2气氛、压力为0.16MPa及温度为110℃下保温20min，最后将反应釜置于冷水中冷却至室温；
三、打开反应釜，得到固液混合物，将固液混合物抽滤，得到固体粗品并冲洗，然后在温度为105℃下干燥，即完成降低纤维素结晶度的方法。
步骤一中所述的微晶纤维素为上海恒信化学试剂有限公司生产，级别：柱层析用。
实施例二十：一、将3g微晶纤维素与27mL FeCl3溶液混合，搅拌均匀，得到混合物；
所述的FeCl3溶液的浓度为0.10mol/L；
二、将混合物置于水热反应釜内胆中，在N2气氛、压力为0.16MPa及转速为100rpm的条件下，搅拌均匀，然后将反应釜升温至110℃，在N2气氛、压力为0.16MPa及温度为110℃下保温40min，最后将反应釜置于冷水中冷却至室温；
三、打开反应釜，得到固液混合物，将固液混合物抽滤，得到固体粗品并冲洗，然后在温度为105℃下干燥，即完成降低纤维素结晶度的方法。
步骤一中所述的微晶纤维素为上海恒信化学试剂有限公司生产，级别：柱层析用。
实施例二十一：一、将3g微晶纤维素与27mL FeCl3溶液混合，搅拌均匀，得到混合物；
所述的FeCl3溶液的浓度为0.10mol/L；
二、将混合物置于水热反应釜内胆中，在N2气氛、压力为0.16MPa及转速为100rpm的条件下，搅拌均匀，然后将反应釜升温至110℃，在N2气氛、压力为0.16MPa及温度为110℃下保温60min，最后将反应釜置于冷水中冷却至室温；
三、打开反应釜，得到固液混合物，将固液混合物抽滤，得到固体粗品并冲洗，然后在温度为105℃下干燥，即完成降低纤维素结晶度的方法。
步骤一中所述的微晶纤维素为上海恒信化学试剂有限公司生产，级别：柱层析用。
实施例二十二：一、将3g微晶纤维素与27mL FeCl3溶液混合，搅拌均匀，得到混合物；
所述的FeCl3溶液的浓度为0.10mol/L；
二、将混合物置于水热反应釜内胆中，在N2气氛、压力为0.16MPa及转速为100rpm的条件下，搅拌均匀，然后将反应釜升温至130℃，在N2气氛、压力为0.16MPa及温度为130℃下保温20min，最后将反应釜置于冷水中冷却至室温；
三、打开反应釜，得到固液混合物，将固液混合物抽滤，得到固体粗品并冲洗，然后在温度为105℃下干燥，即完成降低纤维素结晶度的方法。
步骤一中所述的微晶纤维素为上海恒信化学试剂有限公司生产，级别：柱层析用。
实施例二十三：一、将3g微晶纤维素与27mL FeCl3溶液混合，搅拌均匀，得到混合物；
所述的FeCl3溶液的浓度为0.10mol/L；
二、将混合物置于水热反应釜内胆中，在N2气氛、压力为0.16MPa及转速为100rpm的条件下，搅拌均匀，然后将反应釜升温至130℃，在N2气氛、压力为0.16MPa及温度为130℃下保温40min，最后将反应釜置于冷水中冷却至室温；
三、打开反应釜，得到固液混合物，将固液混合物抽滤，得到固体粗品并冲洗，然后在温度为105℃下干燥，即完成降低纤维素结晶度的方法。
步骤一中所述的微晶纤维素为上海恒信化学试剂有限公司生产，级别：柱层析用。
实施例二十四：一、将3g微晶纤维素与27mL FeCl3溶液混合，搅拌均匀，得到混合物；
所述的FeCl3溶液的浓度为0.10mol/L；
二、将混合物置于水热反应釜内胆中，在N2气氛、压力为0.16MPa及转速为100rpm的条件下，搅拌均匀，然后将反应釜升温至130℃，在N2气氛、压力为0.16MPa及温度为130℃下保温60min，最后将反应釜置于冷水中冷却至室温；
三、打开反应釜，得到固液混合物，将固液混合物抽滤，得到固体粗品并冲洗，然后在温度为105℃下干燥，即完成降低纤维素结晶度的方法。
步骤一中所述的微晶纤维素为上海恒信化学试剂有限公司生产，级别：柱层析用。
实施例二十五：一、将3g微晶纤维素与27mL FeCl3溶液混合，搅拌均匀，得到混合物；
所述的FeCl3溶液的浓度为0.10mol/L；
二、将混合物置于水热反应釜内胆中，在N2气氛、压力为0.16MPa及转速为100rpm的条件下，搅拌均匀，然后将反应釜升温至150℃，在N2气氛、压力为0.16MPa及温度为150℃下保温20min，最后将反应釜置于冷水中冷却至室温；
三、打开反应釜，得到固液混合物，将固液混合物抽滤，得到固体粗品并冲洗，然后在温度为105℃下干燥，即完成降低纤维素结晶度的方法。
步骤一中所述的微晶纤维素为上海恒信化学试剂有限公司生产，级别：柱层析用。
实施例二十六：一、将3g微晶纤维素与27mL FeCl3溶液混合，搅拌均匀，得到混合物；
所述的FeCl3溶液的浓度为0.10mol/L；
二、将混合物置于水热反应釜内胆中，在N2气氛、压力为0.16MPa及转速为100rpm的条件下，搅拌均匀，然后将反应釜升温至150℃，在N2气氛、压力为0.16MPa及温度为150℃下保温40min，最后将反应釜置于冷水中冷却至室温；
三、打开反应釜，得到固液混合物，将固液混合物抽滤，得到固体粗品并冲洗，然后在温度为105℃下干燥，即完成降低纤维素结晶度的方法。
步骤一中所述的微晶纤维素为上海恒信化学试剂有限公司生产，级别：柱层析用。
实施例二十七：一、将3g微晶纤维素与27mL FeCl3溶液混合，搅拌均匀，得到混合物；
所述的FeCl3溶液的浓度为0.10mol/L；
二、将混合物置于水热反应釜内胆中，在N2气氛、压力为0.16MPa及转速为100rpm的条件下，搅拌均匀，然后将反应釜升温至150℃，在N2气氛、压力为0.16MPa及温度为150℃下保温60min，最后将反应釜置于冷水中冷却至室温；
三、打开反应釜，得到固液混合物，将固液混合物抽滤，得到固体粗品并冲洗，然后在温度为105℃下干燥，即完成降低纤维素结晶度的方法。
步骤一中所述的微晶纤维素为上海恒信化学试剂有限公司生产，级别：柱层析用。
对实施例一至二十七得到的降低结晶度的纤维素进行研磨，至适合XRD测试的颗粒大小，进行结晶度测试；
表1 压力为0MPa或0.08MPa预处理后微晶纤维素结晶度
表1为压力为0MPa或0.08MPa预处理后微晶纤维素结晶度，由表可知，在0.1mol/LFe3+预处理条件下，时间-温度-压力的条件组合为60min、130℃、0.08MPa时可以达到最佳的降低结晶度的效果，处理前后结晶度分别为84.74％和77.81％。
表2 压力为0MPa或0.16MPa预处理后微晶纤维素结晶度变化
表2压力为0MPa或0.16MPa预处理后微晶纤维素结晶度变化，由表可知，添加Fe3+并对体系加压的方法能够改善水热预处理过程纤维素结晶度变化的情况，证明了本发明的效果。
Claims (1)
1.一种降低纤维素结晶度的方法，其特征在于一种降低纤维素结晶度的方法是按照以下步骤进行的：
一、将3g微晶纤维素与27mL FeCl3溶液混合，搅拌均匀，得到混合物；
所述的FeCl3溶液的浓度为0.10mol/L；
二、将混合物置于水热反应釜内胆中，在N2气氛、压力为0.08MPa及转速为100rpm的条件下，搅拌均匀，然后将反应釜升温至130℃，在N2气氛、压力为0.08MPa及温度为130℃下保温60min，最后将反应釜置于冷水中冷却至室温；
三、打开反应釜，得到固液混合物，将固液混合物抽滤，得到固体粗品并冲洗，然后在温度为105℃下干燥，即完成降低纤维素结晶度的方法。
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102076862A (zh) * | 2008-04-30 | 2011-05-25 | 希乐克公司 | 纤维素和木质纤维素材料结构材料以及通过辐射制备这些材料的方法和系统 |
| EP2374903A1 (en) * | 2008-12-09 | 2011-10-12 | National University Corporation Hokkaido University | Method for producing a sugar-containing liquid in which the primary ingredient is glucose |
| CN103232547A (zh) * | 2013-04-19 | 2013-08-07 | 陕西科技大学 | 一种提高微晶纤维素结晶度的工艺方法 |
| JP2013203763A (ja) * | 2012-03-27 | 2013-10-07 | Kao Corp | 低結晶性セルロースの製造方法 |
| CN103351368A (zh) * | 2013-06-19 | 2013-10-16 | 上海中科高等研究院 | 利用生物质微波温和热解制备糠醛的方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102076862A (zh) * | 2008-04-30 | 2011-05-25 | 希乐克公司 | 纤维素和木质纤维素材料结构材料以及通过辐射制备这些材料的方法和系统 |
| EP2374903A1 (en) * | 2008-12-09 | 2011-10-12 | National University Corporation Hokkaido University | Method for producing a sugar-containing liquid in which the primary ingredient is glucose |
| JP2013203763A (ja) * | 2012-03-27 | 2013-10-07 | Kao Corp | 低結晶性セルロースの製造方法 |
| CN103232547A (zh) * | 2013-04-19 | 2013-08-07 | 陕西科技大学 | 一种提高微晶纤维素结晶度的工艺方法 |
| CN103351368A (zh) * | 2013-06-19 | 2013-10-16 | 上海中科高等研究院 | 利用生物质微波温和热解制备糠醛的方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Enhanced enzymatic hydrolysis and structural features of corn stover by FeCl3 pretreatment;Li Liu et al;《Bioresource Technology》;20090705;第100卷;5853-5858 * |
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