羟丙基半纤维素醚的合成工艺研究开题报告

1. 研究目的与意义

随着世界范围对环境保护呼声越发高涨，国内对企业三废排放标准也日益严苛。本项目以浆粕在碱液浸渍后的下脚为原料，采用预处理醚化精制工艺将其中的半纤维素制成羟烷基半纤维素醚，可避免原有废水排放带来的严重COD超标问题，提高原料利用率，提高苛性碱的回收率，同时生产的高附加值产品可带来较为可观的经济回报。半纤维素醚具有许多优良的性质,被广泛地用于乳液合成、涂料制造、纺织印染、食品包装、密封材料、日用化工、油田开采等工业中。

本课题的深入开展对全面认识半纤维素的结构与组成具有重要的科学价值和理论意义,为拓展半纤维素在功能性食品、精细化工产品、石油塑料替代品和材料等方面的应用和大规模生产提供理论基础,为更好的开发利用丰富的生物质资源提供理论支持。

2. 国内外研究现状分析

由于半纤维素独特的理化性能和丰富的来源，近年来半纤维素功能材料的研究渐渐引起人们浓厚的兴趣。在生态环境状况日益严峻、石油等资源相对紧张的今天，由农林可再生性植物资源转化获得新材料、高热值能源、化工原料及药物正成为一种重要的发展新趋势。我国已将可再生资源开发新能源和替代石油生产各种可降解材料列入国家重点科技攻关计划。

半纤维素是农林生物质的主要组分之一，含量仅次于纤维素，是地球上最丰富、最廉价的可再生资源之一。但半纤维素的潜在应用价值远没有得到开发和利用。如何合理利用和高值化利用半纤维素是农林生物质资源高效转化和生物质精炼研究的重要课题。虽然通过一些探索性研究人们对半纤维素及其衍生物的理化性能有了进一步的了解，合成了多种半纤维素衍生物和材料，并对这些功能衍生物和材料在食品、造纸、生物医药等领域的应用进行了初步探索，但仍有很多潜在的应用性能未被开发出来。现有的研究表明，半纤维素能够为绿色材料提供一个功能丰富的原料平台。目前对半纤维素功能化应用的探索研究不仅为半纤维素的转化利用提供了更多的途径，也为农林生物质资源利用研究打开了新窗口，开辟了新的研究方向。

3. 研究的基本内容与计划

3月1日- 3月15日 查阅、收集资料，撰写开题报告

3月16日- 4月1日 从浆粕在碱液浸渍后的下脚料中分离得到半纤维素

4月1日- 4月30日 半纤维素醚的合成

4. 研究创新点

目前关于生物质组分热解的研究较多，其中关于半纤维素的研究较少，大多数研究是采用模化物木聚糖等进行热解实验研究，本项目采用从浆粕在碱液浸渍后的下脚料中分离得到半纤维素，以此为研究对象来合成半纤维素醚，可避免原有废水排放带来的严重COD超标问题，提高原料利用率，提高苛性碱的回收率，同时生产的高附加值产品可带来较为可观的经济回报。

随着石化资源的相对枯竭、世界森林面积的急剧减少和木材价格的提高，全球掀起了研究和开发利用农林废弃物的高潮，特别是对半纤维素方面的研究，更重要的是改性的或衍生的聚合物为进一步开发利用半纤维素的各种性质提供了新的机会。本项目通过半纤维素羟基的醚化改性来提高半纤维素的水溶性、阳电性、疏水性、表面活性等特性，在制药、污水处理、造纸助剂、热塑性材料、食品添加剂等方面具有很大的应用潜力。这将对有效地利用天然再生资源，减少环境污染具有重要意义，并为工业化利用农林废弃物等资源开创一条新路子。