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毛竹是一种重要的木质纤维生物质资源,在中国分布非常广泛。然而由于竹细胞壁中的主要组分纤维素、半纤维素和和木素之间存在复杂的共价键连接和氢键网络,使得竹细胞壁具有较强的抗降解性,造成毛竹资源的高效转化利用受到很大限制。离子液体(ILs)具有可设计性、低挥发性和可回收性等许多优良特性。有研究表明,离子液体在植物细胞壁主要成分的有效溶解方面显示出巨大的潜力。因此,探究离子液体溶解处理毛竹的主要组分、以及和组分之间的相互作用关系,优化离子液体预处理毛竹条件,从而提高毛竹酶解糖化效率,对毛竹物质的高效预处理技术具有重要意义。本文分析了毛竹半纤维素在咪唑离子液体中的溶解规律和溶解机理,并在离子液体预处理后毛竹的化学成分、结构和还原糖的产率等方面开展了一系列工作,主要工作和主要结论如下:1、对毛竹半纤维素在六种离子液体BmimAc、EmimAc、AmimAc、PrmimAc、HOemimAc和HmimAc中溶解度进行测定,探究这几种离子液体对半纤维素的溶解效果差异的可能原因。研究发现离子液体的3-甲基咪唑环上N1侧链的结构不同,会改变β值,使半纤维素在离子液体中溶解度发生变化。离子液体的咪唑环上C2位的酸性质子(C2-H)更容易与半纤维素中的羟基氧原子形成氢键,碱性Ac-可能与半纤维素中的羟基质子相互作用形成氢键,离子液体中阴阳离子在溶解半纤维素过程中起协同作用。半纤维素在离子液体中的浓度也会对二者的相互作用产生较大影响。2、将半纤维素从EmimAc、BmimAc和AmimAc三种离子液体溶液中再生,并对再生半纤维素进行表征。结果显示,溶解温度对半纤维素的再生具有较大影响;再生半纤维素与原半纤维素的化学结构相似,离子液体预处理过程对半纤维素结构的影响几乎可以忽略。3、在微波加热条件下测定了竹粉在两种不同的离子液体(BmimAc和BmimCl)中的溶解度,对毛竹的化学成分、结构和还原糖的产率进行了研究。测定相同加热条件下,发现BmimCl对竹粉的溶解能力强于BmimAc,但BmimAc预处理后竹粉的再生率达到73.03%,远高于BmimCl预处理后。离子液体预处理有利于酶水解糖化,酶解竹粉后的葡萄糖产率最高可达96.2%,木糖产率最高可达73.59%。简单的回收处理得到的回收离子液体处理生物质效果较差,且回收次数也会影响处理效果。4、进行了年产900吨葡萄糖产品的设计工厂。设计内容包括产品标准、产品方案、厂址选择、工艺流程和物料衡算等方面。工厂的CAD设计图包括厂区平面布置图、车间平面图和车间管路布置透视图等。