~（60）Co_γ辐照降解玉米秸秆纤维质及其机理研究

【摘要】：采用成本低廉、来源广泛的木质纤维素作为原料生产燃料乙醇是今后生物质能源发展的重要方向。但天然的木质纤维素结构复杂,反应活性低,难以糖化。因此,要对木质纤维原料进行适当的预处理,改变其结构,提高纤维素的可及度和反应活性。辐照作为一种物理手段,能降低纤维素的结晶度,使其结构松散,增大有效反应面积,提高降解转化率。该方法具有处理时间短、操作简单、能耗低、不污染环境等特点。 本研究以60Coγ为辐射源,研究了0-2000kGy辐照剂量对玉米秸秆的影响,研究结果表明：玉米秸秆的质量损失随辐照剂量增加而增大;经过400、800、1200、1600、2000kGy的辐照剂量处理后,玉米杆和玉米叶的结晶度依次为12.15%、10.82%、10.28%、9.76%、8.86%和19.81%、12.73%、9.65%、9.16%、3.85%。辐照处理不会改变玉米秸秆纤维素的晶体类型,但对结晶度有一定的影响；辐照改变了玉米秸秆的化学组成,最佳的处理剂量为2000 kGy,玉米杆和玉米叶中纤维素、半纤维素、木质素百分含量分别为8.26%、2.74%、2.88%和9.5%、0.17%、0.93%。辐照处理对木质素降解影响不大；较高剂量的辐照对玉米秸秆有明显的降解糖化作用,2000KGy剂量辐照后玉米杆和玉米叶的还原糖含量分别提高了69.88%,445.63%；辐照后玉米秸秆易于酶解,随着辐照剂量的增大,酶解产糖量显著增加。在较高剂量下辐照-酶解复合降解玉米秸秆效果优于单一的辐照处理和单一酶处理。 【关键词】：玉米秸秆 辐照 酶解 预处理
【学位授予单位】：湖南农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TQ352
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-6
• 缩略词表6-10
• 第一章 绪论10-18
• 1 燃料乙醇发展概况10-11
• 2 预处理研究11-16
• 2.1 预处理方法11-15
• 2.1.1 物理方法11-12
• 2.1.2 化学方法12-14
• 2.1.3 生物预处理法14
• 2.1.4 综合法14-15
• 2.2 存在的问题15-16
• 2.3 展望16
• 3 辐照应用概况16-17
• 4 本文主要研究内容17-18
• 第二章 ~(60)Co_γ辐照对玉米秸秆降解机理的初步探讨18-28
• 1 材料与方法18-21
• 1.1 试验材料与试剂18
• 1.2 主要试验仪器18
• 1.3 试验方法18-19
• 1.3.1 玉米秸秆前处理18-19
• 1.3.2 辐照预处理19
• 1.3.3 辐照后玉米秸秆中还原糖的提取19
• 1.4 分析方法19-21
• 1.4.1 玉米秸秆质量损失的测定19
• 1.4.2 玉米秸秆表面形貌观察19
• 1.4.3 玉米秸秆结晶度的测定与计算19
• 1.4.4 辐照材料组分分析19-20
• 1.4.5 玉米秸秆还原糖含量的测定20-21
• 2 结果与讨论21-28
• 2.1 辐照对玉米秸秆质量的影响21-22
• 2.2 辐照对玉米秸秆表面形貌的影响22-24
• 2.3 辐照后玉米秸秆的X衍射特征24-26
• 2.3.1 辐照对玉米秸秆晶体结构的影响24
• 2.3.2 辐照对玉米秸秆结晶度的影响24-26
• 2.4 辐照对玉米秸秆组分的影响26-27
• 2.5 辐照对玉米秸秆糖化的影响27-28
• 第三章 ~(60)Co_γ辐照-纤维素酶促进玉米秸秆糖化28-34
• 1 材料与方法28-29
• 1.1 试验材料与试剂28
• 1.2 主要试验仪器28
• 1.3 试验方法28-29
• 1.3.1 玉米秸秆前处理29
• 1.3.2 辐照预处理29
• 1.3.3 玉米秸秆酶水解反应29
• 1.4 分析方法29
• 1.4.1 酶解液中还原糖含量的测定29
• 2 结果与讨论29-34
• 2.1 玉米秸秆酶解产糖29
• 2.2 辐照剂量对玉米秸秆酶解产糖的影响29-31
• 2.3 辐照促进玉米秸秆酶解产糖31-34
• 第四章 ~(60)Co_γ辐照-纤维素酶降解玉米秸秆纤维质的工艺优化34-52
• 1 材料与方法34-36
• 1.1 试验材料与试剂34
• 1.2 主要试验仪器34
• 1.3 试验方法34-36
• 1.3.1 玉米秸秆前处理34-35
• 1.3.2 辐照预处理35
• 1.3.3 未辐照玉米秸秆的酶解优化35-36
• 1.3.4 辐照后玉米秸秆的酶解优化36
• 1.4 分析方法36
• 1.4.1 酶解液中还原糖含量的测定36
• 2 结果与讨论36-52
• 2.1 未辐照玉米秸秆的酶解工艺优化36-41
• 2.1.1 酶解条件的确定37-39
• 2.1.2 酶解条件的优化39-41
• 2.1.3 正交试验结果的验证41
• 2.2 辐照后玉米秸秆的酶解条件优化41-52
• 2.2.1 酶解条件的确定41-46
• 2.2.2 酶解条件的优化46
• 2.2.3 正交试验结果的验证46-52
• 讨论52
• 创新点52-53
• 参考文献53-59
• 作者简介59-60
• 致谢60

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