论文摘要
当前我国及世界都面临能源紧张的问题。生物能源是利用生物可再生原料而生产的能源；纤维质是世界上最大的可再生资源,利用纤维质生产生物能源最有潜力。我国具有丰富的玉米芯、蔗渣、小麦麸、秸秆等富含纤维素类自然资源的农林废弃物。本文采用乙基化方法将单糖、低聚糖及其糖醇改性使其液化,研究了其合成条件和燃烧性能；在此基础上,利用玉米芯、蔗渣、麦麸等农林废弃物降解物制备液体能源。主要结论如下：（1）一氯乙烷量、氢氧化钠量、温度、时间四因素对蔗糖、甘露醇、甘油的乙基化反应具有相同的影响趋势。甘油乙基化反应的最佳工艺条件为：一氯乙烷和NaOH的用量（与原料羟基的摩尔比）分别为1.25：1和1：1,温度为120℃,时间为8h。在此条件下,乙基化甘油的产量为14.61g/10mL甘油。（2）利用蔗糖、甘露醇和醚化剂一氯乙烷成功地用一步反应实现了低聚糖和糖醇的液化,而甘油的乙基化也改变了甘油的流动性及燃烧性能。通过对各乙基化产物的组成分析,得到了其取代度的情况：乙基化蔗糖6-7个羟基被乙基取代的产物含量最多,占总量的70.39%,全乙基化蔗糖只占5.26%；乙基化甘露醇取代度为4-5的产物占到总量的79.54%；乙基化甘油取代度为2和3的产物分别占62.57%和31.36%。通过测定其部分燃烧性质,发现乙基化蔗糖、甘露醇、甘油均可均可单独燃烧,亦可与乙醇及生物柴油混合燃烧。通过与生物柴油国家标准对照,发现乙基化蔗糖、甘露醇、甘油可以作为生物能源使用。（3）玉米芯、蔗渣、麦麸按1：6（w/v）添加1%（v/v）的硫酸,在180。C下酸解30min后,原料干重分别降低了47.8%、38.8%、42.8%。其中酸解液中的绝大部分为具有还原性的单糖,玉米芯酸解液中主要为五碳糖木糖和阿拉伯糖,二者含量达75.35%；蔗渣酸解液木糖含量达78.59%,麦麸酸解液阿拉伯糖和木糖占97.16%。各酸解液中低聚糖含量很少。（4）酸解液分别加入相当于还原糖含量0.1%（w/w）的硼氢化钠氢化30min后,氢化后糖液分别加入氢氧化钠、四丁基溴化铵（TBAB）和一氯乙烷反应之后,得到醚化产物。经分析,醚化反应产物中五碳糖的糖醇醚化物含量较高,三种醚化反应产物中五碳糖的糖醇醚化物分别占总量的54.2%、68.9%、75.36%。五碳糖糖醇羟基被乙基取代个数多集中在3个及以上,玉米芯、蔗渣、麦麸原料的羟基被乙基取代个数在3个及以上的含量分别达到了33.91%、52.52%、42.08%。而六碳糖糖醇醚化物羟基被取代个数多为3-5个。所得的玉米芯、蔗渣、麦麸酸解液的醚化产物经试验,可以单独燃烧,亦可与乙醇及生物柴油混合燃烧,发现其亦可作为生物能源使用。