自水解过程中木素缩合反应机制及其对后续过氧酸制浆性能的影响

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31370581
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    80.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C1604.林产化学
  • 结题年份:
    2017
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2017-12-31

项目摘要

Extraction of hemicelluloses from raw material as much as possible prior to pulping is the fundamental to realize the biorefinery of the biomass. Autohydrolysis has been paid more attention, because of its economic, effective and eco-friendly properties. However, lignin condensation reaction (repolymerization) occurring in the autohydrolysis is becoming the key factor which hinders the application of the autohydrolysis of hemicelluloses in the Integrated Forest Products Biorefinery. The lignin condensation and degradation reactions originate from the deacetylation during the autohydrolysis. In the present work, the environment and conditions on which the carbonium ions formed during the autohydrolysis would be discussed in order to discover the mechanisms of lignin repolymerization. Severity factor in autohydrolysis, a function of reaction temperature and reaction time, characterizes the treatment intensity. One of the aims in the work is to discover the relationship between the lignin repolymerization and severity factor in the autohydrolysis. In addition, lignin dissolved in autohydrolysates tends to acid-catalysed condensation reactions leading to sticky precipitates of high molecular weight during storage or reprecipitation onto the surface of raw materials. Therefore, the condensation reaction and reprecipitation of lignin dissolved in autohydrolysates would be also studied so as to discover the rule of suppression of lignin repolymerization and reprecipitation. The final goal of this study is to discover the relationship of lignin repolymerization and subsequent peroxyformic acid pulping properties, in order to provide theory evidence for the application of hemicelluloses autohydrolysis in the Integrated Forest Products Biorefinery.
制浆前对原料进行预处理,尽可能抽提出原料中的半纤维素是实现生物质精炼的前提。自水解技术由于其经济性、有效性和环保性,日益受到人们的青睐。然而,木素在自水解过程中发生的缩合反应(再聚反应)已成为制约自水解技术在生物质精炼平台上应用的瓶颈和关键!自水解过程中,脱乙酰作用是导致纤维原料发生木素降解与木素缩合的根源。项目以杨木和竹子为原料,从自水解过程中脱羧动力学的研究入手,探讨木素大分子在弱酸性条件下发生缩合反应的环境、条件和途径,确定自水解强度因子与木素缩合反应的关系,明确降解小分子如乙酸和糠醛在木素缩合反应中的作用和行为,从而揭示木素缩合的反应规律。此外,研究自水解过程中溶出木素在原料表面的吸附性能及水解液的沉积性能。在此基础上,揭示木素在自水解条件下缩合反应的调控机制,及其对后续过氧甲酸蒸煮和漂白的影响,为自水解提取半纤维素的产业化和生物质精炼平台的构建奠定理论基础。

结项摘要

制浆前对原料进行预处理,尽可能抽提出原料中的半纤维素是实现生物质精炼的有效途径。自水解技术由于其经济性、有效性和环保性,日益受到人们的青睐。然而,木素在自水解过程中发生的缩合反应(再聚反应)已成为制约自水解技术在生物质精炼平台上应用的瓶颈和关键!项目以杨木和竹子为原料,探讨了木素大分子在弱酸性条件下发生缩合反应的环境、条件和途径,确定了自水解强度因子与木素缩合反应的关系,从而揭示了木素缩合的反应规律。研究了自水解过程中溶出木素和糖组分在原料表面的吸附沉积性能,揭示了木素在自水解条件下缩合反应的调控机制,及其对后续甲酸蒸煮和漂白性能的影响。此外,还研究了水解液中木素的存在状态及其物化性能,提出了水解液中木素和糖组分有效分离的技术与原理,构建了高温甲酸法高效分离生物质组分的原理与技术,并对甲酸分离木素的性能进行了表征。以上研究,为自水解提取半纤维素的产业化和生物质精炼平台的构建奠定理论基础。

项目成果

期刊论文数量(18)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(9)
慈竹热水预水解提取半纤维素及其对后续碱法制浆的影响
  • DOI:
    10.13472/j.ppm.2015.01.008
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    纸和造纸
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张永超;傅英娟;秦梦华
  • 通讯作者:
    秦梦华
Revealing the structure of bamboo lignin obtained by formic acid delignification at different pressure levels
揭示不同压力下甲酸脱木质素获得的竹木质素的结构
  • DOI:
    10.1016/j.indcrop.2017.08.065
  • 发表时间:
    2017-12
  • 期刊:
    Industrial Crops and Products
  • 影响因子:
    5.9
  • 作者:
    Zhang Yongchao;Hou Qingxi;Xu Wenyang;Qin Menghua;Wang Zhaojiang;Willfor S. M.;Xu Chunlin
  • 通讯作者:
    Xu Chunlin
Selective removal of phenolic lignin derivatives enables sugars recovery from wood prehydrolysis liquor with remarkable yield
选择性去除酚类木质素衍生物可以从木材预水解液中回收糖,收率显着
  • DOI:
    10.1016/j.biortech.2014.10.025
  • 发表时间:
    2014-12-01
  • 期刊:
    BIORESOURCE TECHNOLOGY
  • 影响因子:
    11.4
  • 作者:
    Wang, Zhaojiang;Jiang, Jungang;Qin, Menghua
  • 通讯作者:
    Qin, Menghua
Colloidal behaviors of lignin contaminants: Destabilization and elimination for oligosaccharides separation from wood hydrolysate
木质素污染物的胶体行为:从木材水解产物中分离低聚糖的去稳定和消除
  • DOI:
    10.1016/j.seppur.2015.03.001
  • 发表时间:
    2015-05
  • 期刊:
    Separation and Purification Technology
  • 影响因子:
    8.6
  • 作者:
    Fu, Yingjuan;Li, Zongquan;Zhang, Fengshan;Qin, Menghua
  • 通讯作者:
    Qin, Menghua
杨木半纤维素在乙酸-乙酸钠缓冲体系预水解过程中的溶出规律
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    中国造纸学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张永超;傅英娟;王兆江;秦梦华
  • 通讯作者:
    秦梦华

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秦梦华的其他基金

水杨酸抑制木质素缩合策略下木质纤维全组分高效分离机制
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    2022
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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