玉米秸秆的NaOH/乙二醇预处理：响应面分析、固相组成及重复使用性能

《Biomass Conversion and Biorefinery》：NaOH/ethylene glycol pretreatment of corn straw: response surface analysis, solid-phase composition, and repeated-use performance

　　

摘要

采用洗涤剂-纤维成分分析、固体回收率、XRD和FTIR技术对玉米秸秆进行了NaOH/乙二醇（EG）预处理的研究。单因素实验考察了NaOH/EG摩尔比、温度和反应时间的影响，而Box–Behnken设计（BBD）用于模拟表观酸性洗涤剂木质素（ADL）的去除过程。在实验选定的工作条件下（NaOH:EG = 1:8、70°C和1小时），表观ADL去除率为83.92%，纤维素保留率为92.97%，固体回收率为51.40%。但这一条件并未被确定为数学或经济上的最优条件。在BBD模型中，温度的主效应具有最大的F值。XRD和FTIR分析表明，未经处理和经过处理的固体之间存在差异：Segal结晶度指数从23.23%上升至90°C时的最大值43.33%。在连续五个循环中使用回收液（不添加新的NaOH或EG）时，纤维素保留率约为88%，而表观ADL去除率在第一个循环为84.82%，在第五个循环降至25.55%。研究结果通过固相响应描述了预处理过程 ?重复使用的性能表现。ADL去除率是一个基于洗涤剂-纤维分析得出的操作指标，但本研究并未建立完整的总木质素平衡模型，也未对溶剂的可回收性进行定量评估。

图形摘要

采用洗涤剂-纤维成分分析、固体回收率、XRD和FTIR技术对玉米秸秆进行了NaOH/乙二醇（EG）预处理的研究。单因素实验考察了NaOH/EG摩尔比、温度和反应时间的影响，而Box–Behnken设计（BBD）用于模拟表观酸性洗涤剂木质素（ADL）的去除过程。在实验选定的工作条件下（NaOH:EG = 1:8、70°C和1小时），表观ADL去除率为83.92%，纤维素保留率为92.97%，固体回收率为51.40%。但这一条件并未被确定为数学或经济上的最优条件。在BBD模型中，温度的主效应具有最大的F值。XRD和FTIR分析表明，未经处理和经过处理的固体之间存在差异：Segal结晶度指数从23.23%上升至90°C时的最大值43.33%。在连续五个循环中使用回收液（不添加新的NaOH或EG）时，纤维素保留率约为88%，而表观ADL去除率在第一个循环为84.82%，在第五个循环降至25.55%。研究结果通过固相响应描述了预处理过程 ?重复使用的性能表现。ADL去除率是一个基于洗涤剂-纤维分析得出的操作指标，但本研究并未建立完整的总木质素平衡模型，也未对溶剂的可回收性进行定量评估。

图形摘要