豆秸秆纤维制备环境敏感型水凝胶

发布时间：（2012-09-12）

项目名称：豆秸秆纤维制备环境敏感型水凝胶

项目类别：省级

所属等级：省级重点项目

所属学院：轻工与食品学院

所属专业：轻化工程(制浆造纸工艺)

立项时间：2012-09-12

研究时间：2012-07-01 至 2013-07-01

结题验收结果：未结题

项目研究内容简介：

本课题以大豆秸秆为原料，对其物理性质、化学成分及微观构造等展开研究；利用LiCl/DMSO全溶体系溶解行星式球磨机或乙二胺预处理后秸秆原料，研究秸秆不同部位及不同预处理方式对其溶解性能的影响，并结合纤维素酶解木质素及碱抽提等方法分离大豆秸秆各部位木质素及半纤维素，并对分离所得的各组分物理性质、化学成分、结构特性等进行系统的研究。在此基础上，以大豆秸秆为原料，经不同程度脱木素处理，得到不同木质素含量的原料（综纤维素、部分脱木素及全组分未脱木素），再乙二胺预处理后溶解于LiCl/DMSO体系中，制备高性能木质纤维凝胶材料。本项目使得农业废弃物得到充分利用，减少环境污染，具有现实和长远意义，为生物质转化成新材料提供一条崭新的资源化道路

项目研究成果：

（1）木质纤维/LiCl/DMSO全溶体系

大豆秸秆经球磨预处理或者乙二胺预处理后溶解于LiCl/DMSO溶液中，研究发现经2 h球磨后即可溶解于8%LiCl/DMSO溶液，当球磨时间达到4h时，溶液已完全透明澄清，即大豆秸秆茎秆、豆荚组分可以完全溶于8% LiCl/DMSO有机离子溶剂中。见图1，图2。

图1.  球磨后大豆秸秆/LiCl/DMSO溶液

*（a）球磨茎秆，0.5 h，1 h，2 h，4 h，6 h；（b）：球磨荚，0.5 h，1 h，2 h，4 h，6 h

图 2. 乙二胺预处理豆秸秆/LiCl/DMSO溶液 

* （a）茎秆脱木素0 h，0.5 h，1 h，2 h和3 h；（b）荚脱木素0 h，1 h，2 h，3 h. 

（2）豆秸秆木质素提取

    经球磨预处理后秸秆溶解于8%LiCl/DMSO溶液后，在蒸馏水中再生，结合纤维素酶解木质素方法，提取再生样品中木质素（RCEL）。产品如图3。

图3 豆秸秆茎秆RCEL

（3）豆秸秆半纤维素提取

    利用蒸馏水和碱性溶液提取豆秸秆茎秆和荚部位水溶性半纤维素和碱溶性半纤维素，样品见图4。

图3 豆秸秆半纤维素

图4 豆秸秆半纤维素

（4）木质纤维基水凝胶

    豆秸秆原料、麦草氧脱浆及微晶纤维素（MCC）经乙二胺预处理后溶解于8%LiCl/DMSO溶液中，经凝胶化后制备水凝胶材料。样品见图5

图5 木质纤维基水凝胶

*（a）：麦草氧脱浆水凝胶；（b）MCC水凝胶；（c）部分脱木素豆秸秆水凝胶；（d）豆秸秆全组份水凝胶

成果图片：

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