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植物纤维原料是丰富的可再生资源,随着有限的石油和其他化石能源的快速消耗,将成为未来重要的工业原料。生物质精炼制备能源和化工产品已经成为国际上的热门研究课题,本文研究了甘蔗渣的活性氧固体碱制浆过程,并探讨了所得浆酶解产生葡萄糖的机理及其手抄纸的物理特性,为生物质清洁炼制提供更多的方法。本研究首先探讨了甘蔗渣活性氧固体碱制浆过程中蒸煮温度、初始氧压、过氧化氢用量和固体碱(MgO)用量对浆性能的影响,同时对蒸煮的废液进行分析。结果表明,蒸煮的温度和初始氧压对浆的木素脱除率、得率和粘度影响较大,而H2O2和固体碱的用量也促进浆中木素的脱除。此外,通过对甘蔗渣活性氧固体碱制浆废液的分析可知,蒸煮废液的pH、化学需氧量(CODcr)、生物需氧量(BOD5)和悬浮物含量分别为7.98、4.165×104mg/L、1.2×104mg/L和6.18×104mg/L。通过研究甘蔗渣活性氧固体碱蒸煮脱木素动力学可知,在升温阶段的140℃之前,木素的脱除率较低,在140~170℃的范围内木素的脱除较快。在高温的条件下保温时,木素的大量脱除出现在前60min,当保温时间超过60min时,木素的脱除率较小。同时,以氧脱木素为基础,研究蒸煮的脱木素动力学,并通过计算最小方差得出动力学模型的反应速率常数。结果表明,该反应的活化能为98.57kJ/mol,指前因子为1.12×109,氧脱木素反应的级数为1.30。本文还研究了甘蔗渣活性氧固体碱浆抄造成纸的纸张物理性能,结果表明甘蔗渣活性氧固体碱浆打浆较容易,耗能较少;纸张的耐破指数、抗张指数、耐折度和撕裂指数分别为2.18mN·m2/g、29.68N·m/g、52次和9.16mN·m2/g。在甘蔗渣活性氧固体碱浆的纤维素酶酶解研究过程中,探讨酶解的较优条件,并采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、电子扫描显微技术(SEM)、原子力显微技术(AFM)、X-射线衍射(XRD)和纤维分析仪研究甘蔗渣活性氧固体碱浆酶解前后的结构特征变化。结果表明在底物浓度为5%,酶水解时间为72h,酶用量为15IU/g绝干浆,酶解液的pH为4.8,酶解时的温度为50℃的条件下得到总糖得率为82.38%。此外,酶解后纤维素的结晶度呈现周期性变化,纤维表面出现孔洞和沟槽。