绿液预处理下杨木木质素结构变化及其脱除影响

本文主要探讨了绿液预处理（Green Liquor, GL，由Na2S和Na2CO3组成）在杨木（Poplar wood）生物质资源处理过程中的应用及其对木质素（Lignin）结构变化的影响。两位作者孟鑫和吴文娟，以及金永灿教授合作，他们的研究得到了国家自然科学基金（Nos. 31070512和31370571）及高等学校博士学科点专项科研基金（20133204110006）的支持。 研究首先考察了不同预处理条件，如H-因子（反应时间和浓度的组合参数）和碱用量对木质素脱除效率的影响。实验结果表明，随着H-因子的提高和碱量的增加，木质素的脱除率也随之提升。这表明绿液预处理能有效地去除木材中的木质素，从而可能影响其后续的化学和物理性质。 通过碱性硝基苯氧化（Alkaline Nitrobenzene Oxidation, NBO）技术，研究人员深入分析了预处理后木质素的化学结构特性。他们发现，预处理后木质素的碱性硝基苯氧化产物总得率和非缩合部分的S/V摩尔比有所下降。这暗示着预处理过程可能改变了木质素的结构，使得其更易被氧化分解。 值得注意的是，研究还揭示了木质素残余物的缩合程度与其脱除率之间的关系。随着脱除率的增加，木质素的缩合程度增强，这意味着预处理过程中可能存在一定程度的木质素结构重组。具体来说，紫丁香基丙烷（Syringyl）结构相较于愈疮木基丙烷（Guaiacol）结构，在绿液预处理条件下更容易发生断裂，这一发现对于理解木质素降解机制具有重要意义。 本文为生物质资源利用领域提供了关于绿液预处理对杨木木质素结构变化的深入见解，对于优化绿色造纸工艺、提高木质素利用率以及环境保护具有理论和实践价值。这项研究不仅有助于提升造纸工业的可持续发展，也为生物质材料改性及生物基化学品生产提供了新的思路。