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DOI: 10.3791/58575-v
Douwe S. Zijlstra1, Alessandra de Santi2, Bert Oldenburger1,2, Johannes de Vries2,3, Katalin Barta2, Peter J. Deuss1
1Department of Chemical Engineering (ENTEG),University of Groningen, 2Stratingh Institute for Chemistry,University of Groningen, 3Leibniz-Insitut f ür Katalyse e.V.,Universität Rostock
Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.
在这里, 我们提出了一个协议, 以执行乙醇提取木质素从几个生物质来源。介绍了提取条件对木质素产量和β-o-4 含量的影响。对获得的木质素进行选择性解聚, 得到高芳香族单体产品。
该方法回答了木质素(木纤维素生物量的关键成分)更新资源利用领域的一些关键问题。该技术的主要优点是,它允许您从不同的生物源获得结构质量良好的木质素。这一著名的方法特别针对 beta 04 链接。
同时,它防止重新冷凝过程的发生。这是非常重要的,因为它防止字符形成。利用这种方法,可以建立木质素提取过程与去聚合效率之间的关系。
一般来说,我们任何一个新到这些方法,我们挣扎与锻炼程序,以及分析四个利尼,和去聚合产品混合物。要生产切核桃壳,在出口处为锤子切割机配备五毫米的弹壳,然后将核桃壳喂入锤刀,在一升玻璃烧杯中收集断裂的壳体。要生产铣削所需的小核桃壳碎片,请将断裂的壳体放入出口处装有 2 毫米 siv 的微型锤刀中,将地壳收集到新的 1 升玻璃烧杯中。
要去除地面核桃壳中的萃取剂,请将150克壳样品加入一个500毫米圆形底部烧瓶中,其中含有搅拌棒,并在烧瓶中加入200毫升甲苯。将反射冷凝器连接到烧瓶上,在油浴中将混合物加热至111摄氏度的回流温度,并大力搅拌。两小时后,从浴池中取出烧瓶,使混合物冷却至室温,并通过直径185毫米、孔径10微米大小的过滤器将混合物应变,以去除甲苯。
在80摄氏度和50毫巴压力的真空炉中过夜加热后,在含有7个直径20毫米的二氧化硅研磨球的250毫升二氧化硅研磨碗中加入40克甲苯处理核桃壳颗粒。在研磨碗中加入60毫米异丙醇。将研磨碗放在旋转碗磨机中。
在四个周期中研磨壳体颗粒,两分钟磨27倍 g,每个周期休息四分钟。第四个研磨循环后,将细磨核桃壳转移到500毫升圆形底瓶中,并在40摄氏度和125毫巴压力下旋转蒸发,去除异丙醇。然后在50摄氏度和50毫巴的压力下将核桃壳在真空烤箱中干燥过夜。
为了获得含β04含量最高的乙烷脱基宁,将25克原料加入新的500毫升圆形底瓶中,并将200毫升的80至20乙醇加入水溶液中,将4毫升37%盐酸盐溶液加入,并在烧瓶中加入磁搅拌棒。将回流冷凝器连接到烧瓶上,在80摄氏度的油浴中加热混合物5小时,剧烈搅拌。混合物冷却至室温后,通过直径185毫米、10微米孔径的滤片过滤溶液,放入新的500毫升圆形底瓶中,每次洗涤用25毫升乙醇洗涤四次。
将收集的白酒在40摄氏度和150毫巴压力下旋转蒸发,然后溶解在30毫升丙酮中获得的固体。为了沉淀木质素,将混合物加入600毫升水中,收集直径为185毫米、10微米孔径的过滤器,每次洗涤用25毫升水洗涤木质素四次。在过滤器的室温下通宵干燥木质素,随后在50摄氏度的真空烤箱中通宵干燥,在玻璃瓶中承受50毫巴的压力。
然后在平衡上确定提取的木质素的产量。通过二维核磁共振或核磁共振分析木质素结构,将60毫克干木质素溶解在0.7毫升脱盐丙酮中,并将该混合物加入核磁共振管。将此 NMR 管添加到 NMR 分光光度计中,并设置所需的参数以获得合适的 2D 质子异核单量子相干光谱。
对于木质素去聚合,将50毫克干木质素加入装有磁搅拌器的20毫升微波反应小瓶中,并在1、4二氧烷、50微升乙二醇中加入1、4二氧烷和50微升辛烷佳二烯,加入1、4二氧化碳中的50微升。关闭容器后,用搅拌将溶液加热至140摄氏度。当反应容器达到目标温度时,在1、4二氧烷中加入50微升铁三氟甲烷,再搅拌15分钟。
冷却后对室温的反应,将液体过滤成两毫升的离心管。然后在35摄氏度的旋转真空浓缩器中将收集的液体在35摄氏度下过夜。为了提取低分子量产品,通过涡流、15 分钟的声波和 30 分钟的自动轮中悬浮和膨胀 0.15 毫升二氯甲烷中的残留物。
要进行高效的单体萃取,首先对氯甲烷中所得的油进行适当膨胀至关重要。然后,重要的是要添加正确的甲苯量,以便有选择地沉淀下侧寡聚物。用0.75毫升甲苯沉淀寡聚物,然后进行涡旋和10分钟的声波。
在 5000 RPM 下将样品中近十秒,将轻质有机液体从固体厚油性残留物中分离,然后通过塞块将液体过滤到玻璃瓶中。然后在40摄氏度和20毫巴的压力下旋转蒸发,将有机相集中。将油性残留物溶解在一毫升二氯甲烷中,通过气相色谱进行分析。
每次提取后获得的利尼恩表现出广泛的颜色和颗粒大小,从轻度处理中获得的聚合物表现出典型的红粉色和小片材料。当应用更苛刻的条件时,获得的利尼恩呈现出棕色到棕黄色,材料产量全面提高,与松木相比,核桃、山毛虫和雪松林的效果更为深远。NMR 分析不同的利尼恩确定SGH比和提取聚合物的连杆量,特别是β04连杆量。
例如,在较温和条件下提取的利尼恩通常提供更高的链接量。在存在乙二醇的情况下,与铁三氟甲烷的乙酰酸酯的乙酰化反应产生三种不同的酚醛乙酰,它们与利尼恩内存在的S、G和H单位有关,在温和条件下提取的利尼素的合并酚醛醋酸产量较高。当考虑总 beta 04 内容时,可以明显地看到趋势,其中较高的 beta 04 内容通常会导致较高的乙醛产量。
当木质素提取产量和随后的去聚合产量相结合时,从生物量源获得整体乙醛产量,显示出不同生物源之间的明显差异。在进行木质素提取时,必须平衡提取产量与获得的木质素的结构质量。因此,如果您遵循报告的去聚合方法,实际上可以获得高选择性的增值芳烃。
这些技术将帮助其他研究人员获得增值产品从木质素部分木质素基质素纤维素生物量在良好的产量。
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