杨晓蒙,秦晗,钱小磊,吴丹,张永胜,徐春保.乙酸/甲酸/水体系下玉米秸秆三素分离工艺研究[J].中国造纸,2026,45(2):91-97 本文二维码信息
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乙酸/甲酸/水体系下玉米秸秆三素分离工艺研究
Fractionation of Corn Stalk for Cellulose, Hemicellulose, and Lignin Components Using a Mild Acetic Acid/Formic Acid/Water System
收稿日期：2025-11-30  修订日期：2025-12-17
DOI：10.11980/j.issn.0254-508X.2026.02.010
关键词:  玉米秸秆  乙酸/甲酸/水体系  有机溶剂木质素  粗纤维素
Key Words:corn stalk  acetic acid/formic acid/water system  organosolv lignin  crude cellulose
基金项目:国家自然科学基金面上项目（22578431）。
作者单位邮编
杨晓蒙* 河南工业大学生物质科学与工程研究院,粮油食品学院,河南郑州,450001 450001
秦晗 郑州大学化工学院,河南郑州,450001 450001
钱小磊 郑州大学化工学院,河南郑州,450001 450001
吴丹 郑州大学化工学院,河南郑州,450001 450001
张永胜* 郑州大学化工学院,河南郑州,450001 450001
徐春保* 香港城市大学能源与环境学院,中国香港,999007 999007
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摘要:本研究以玉米秸秆为原料，利用乙酸/甲酸/水体系对其进行全组分分离。结果表明，在乙酸/甲酸/水溶剂配比为3∶6∶1（体积比）、反应温度和反应时间分别为130 ℃和3 h的温和条件下，半纤维素、有机溶剂木质素（OL）和粗纤维素的产率分别为14.95%、10.30%和52.90%，OL和粗纤维素的纯度分别为95.55%和40.96%。机理分析表明，乙酸/甲酸能够有效裂解木质素与半纤维素间的化学键，促进木质素自身β-O-4键断裂，提高OL在有机酸体系中的溶解度。另外，得到的OL和粗纤维素组分可以作为下游制备生物基化学品的高品质原料。
Abstract:This study employed corn stalk as feedstock and achieved its complete components separation through an efficient and sustainable acetic acid/formic acid/water system. The results showed that under mild conditions of acetic acid/formic acid/water ration of 3∶6∶1(volume ratio), reaction temperature and reaction time of 130 ℃ and 3 h, respectively, the yields of hemicellulose, organosolv lignin (OL), and crude cellulose were 14.95%, 10.30%, and 52.90%, respectively. The purities of OL and crude cellulose were 95.55% and 40.96%, respectively. Mechanistic analysis revealed that acetic acid/formic acid could effectively cleave the chemical bond between lignin and hemicellulose, promote the β-O-4 bond breakage of lignin, and improve the solubility of OL in organic acid system. Additionally, the obtained high-purity OL and crude cellulose could serve as high-quality raw materials for downstream bio-based chemical production.
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