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周雪莲博士在一区期刊《Industrial Crops & Products》发表研究简报

[ 发布时间:2020- 11- 10 ]


 

20203月,我院制浆造纸工程系博士后周雪莲在农林科学领域一区TOP期刊《Industrial Crops and Products》(影响因子4.244)发表了题为“Near-complete enzymatic hydrolysis efficiency of Miscanthus using hydrotropic fractionation at atmospheric pressure”的研究简报。戴红旗教授为通讯作者,本科生刘珏、黄天娇分别为第二、第三作者,南京林业大学为第一单位。

众所周知,预处理技术通过解聚致密的细胞壁结构、脱除木质素组分从而达到暴露纤维、克服生物质抗降解屏障的目的。本文介绍了一种新型固体酸苯磺酸在温和条件下(80℃)预处理解聚能源植物芒草的方法。研究结果发现,苯磺酸作为一种有机强酸(pKa=0.725℃)在水溶液中极易提供一个质子以催化水解或者参与反应,从而破坏碳水化合物、木质素以及木质素-碳水化合物复合体中的糖苷键、醚键和酯键。除此之外,苯磺酸作为一种助溶剂,在高于最小助溶剂浓度时通过与木质素形成π-π共轭结构或疏水相互作用形成胶束状聚集物,防止了木质素的缩聚,同时亲水端(磺酸根)指向水溶液从而有效溶解木质素。因此,苯磺酸能够促进木质素和半纤维素的快速溶出,在80℃20 min的条件下实现90.8%的木质素和75.5%的半纤维素的脱除,芒草的纤维素转化率提高至97.9%。由于苯磺酸在室温下可重结晶回收,本研究为芒草等生物质原料的高效解聚和纤维素转化提供了一种绿色环保的新方法。

 

该项研究工作得到广西清洁化制浆造纸与污染控制重点实验室开放基金(2019KF07、十三五国家重点研发计划(2017YFD0601005)资助。

论文链接:https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2020.112365