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论文以农业剩余物麦草麦秸为原料,通过不同方法对麦草进行预处理,研究不同预处理方法对麦草化学组分及酶解效率的影响,分析了预处理提高纤维素酶解率原因。同时对预处理过程中降解溶出的木质素进行回收和分析,并替代部分苯酚用于酚醛树脂的合成,以促进木质纤维原料的高值化利用。分别采用高温热水、氨水浸渍、氢氧化钠和氢氧化钠-乙醇溶液4种方法处理麦草秸秆,对预处理后物料化学组分及酶解效率进行研究。研究发现高温热水预处理对半纤维素有较高的去除率,188℃保温40 min处理,半纤维素去除率为74.32%,但对木质素的去除较少仅为21.32%。氢氧化钠具有较好的脱木质素和去除灰分作用,麦草经1%Na OH,140℃保温3h后木质素去除率为72.00%,灰分去除率为75.93%。因木质素在乙醇中有较好的溶解性,相同温度和时间条件下,麦草经氢氧化钠-乙醇溶液预处理,木质素去除率提高至84.11%。XRD检测结果表明伴随着木质素和半纤维素的溶出,不同方法预处理后物料的结晶度指数不同程度增加,由原料的28.80%增加至预处理后的31.23%~33.61%。由于木质素和半纤维素的部分脱除,原料致密结构遭到破坏,提高了纤维素与酶的可及性,物料经30 FPU/g纤维素酶和30 IU/gβ-葡萄糖苷酶酶解72 h后,酶解率明显提高,其中氢氧化钠-乙醇溶液预处理物料的酶解率最高达92.58%,是麦草原料的6倍。基于Box-Behnken设计原理,选取预处理温度、碱质量分数和预处理时间为主要影响因素,采用响应面分析法优化了麦草秸秆碱醇预处理的工艺条件,建立了二次多项式数学模型。研究发现,3个因素对酶解率的影响大小依次为:碱质量分数>预处理温度>预处理时间。最佳预处理工艺为:预处理温度150℃,碱质量分数1.05%,预处理时间2.29 h;所得物料经纤维素酶和β-葡萄糖苷酶酶解后,纤维素酶解率为91.40%。化学组分及扫描电镜分析表明,碱醇预处理可去除84.62%的木质素,原料致密结构被破坏,表面出现许多凹陷和裂缝,增加了酶对底物的可及性,提高了酶解效率。水热和碱醇联合预处理麦草秸秆的研究结果表明:水热预处理对半纤维素和酸溶木质素有较好的去除作用,去除率随水热温度的升高而增加;190℃为较优的水热处理温度,此温度下半纤维素和酸溶木质素的去除率分别为76.56%和83.52%;碱醇预处理可将酸不溶木质素从物料中有效分离出来,最终得到富含纤维素的物料(纤维素为89.71%)。XRD检测结果表明由于半纤维素和木质素的去除,物料的结晶度指数有所增大,从原料的28.80%增加至预处理后的32.29%~33.59%。预处理后物料的纤维素酶解率明显提高,达到94.97%,是麦草原料的6.1倍。采用FT-IR对回收木质素进行结构表征,结果表明,与原料磨木木素相比,回收木质素中除部分C=O键和C-O-C键发生断裂,其他基团得到了较好的保留。回收木质素可用于替代一定量苯酚用于酚醛树脂的合成,作为预处理副产物具有较大的应用价值。