秸秆氧化降解文献综述

 2021-09-27 00:02:29

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文 献 综 述

一、前言

随着传统资源的短缺及价格上涨，迫使人们不断寻找合适的可替代能源。生物质来源广泛，且蕴含着巨大的利用价值，合理的开发利用生物质资源可带来良好的经济和环境效益，因此将秸秆生物质转化为各种化工产品及可用资源已成为当前的一个研究热点。我国是生物质资源大国,我国每年的产量约７亿，其中绝大部分没有得到有效利用。研究和开发生物质资源的利用技术对我国能源战略具有重大意义。

当前，生物质的开发和利用以提供能源为主，而将来的发展方向则趋向于生产精细化学品等。然而，目前生物质利用技术主要有酶法、稀酸法、浓酸法及固体酸降解等，其主要以产糖为主，且普遍存在能耗高、成本高、反应条件苛刻和不易控制、残渣多、资源浪费和污染环境等问题。而本课题主要采用氧化降解的方式降解秸秆生物质，秸秆中的主要成分有纤维素、半纤维素和木质素[1]，由于其成分复杂，因而降解得到的产物也会多样化，下面主要简要介绍了这三种成分的氧化降解。

二．秸秆的氧化降解

2.1纤维素的氧化降解

2.1.1纤维素的氧化降解方式

纤维素是由D-吡喃葡萄糖酐以β-1,4 -苷键连结而成的线性半刚性天然高分子化合物,在其大分子链中每个葡萄糖基环上有3个活泼的羟基(两个仲羟基和一个伯羟基)，因而很容易被氧化剂所氧化。不同的羟基可发生不同的氧化反应,主要有以下几种可能的氧化方式[2]：①伯羟基氧化成醛基,并可继续氧化成羧基；②链末端环节中的还原性基团氧化成羧基；③葡萄糖酐环节中C2和C3上的仲羟基氧化成醛基，并可继续氧化成羧基;④C2和C3上的仲羟基在环不破裂的情况下氧化成一个酮基或二个酮基;⑤C1和C5连接破裂，并在C1上发生氧化;⑥C1和C2连接破裂，并在C1上形成碳酸酯基团和在C2上形成醛基,它继续可氧化成羧基；⑦在纤维素大分子环节间/氧桥0氧化形成过氧化物，大分子链断裂。纤维素的氧化过程较复杂，氧化降解程度受多种因素的影响,如氧化剂种类和用量、被氧化物的用量以及氧化反应条件等，因此，合理控制纤维素的氧化程度与降解程度很重要。

2.1.2纤维素的选择性氧化及其氧化体系

目前,纤维素的氧化反应可分为非选择性氧化和选择性氧化两类[2]。

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