| 陈亮,齐慧,魏东宁,刘安,邓明,肖磊柯,董健颖,武小芬.催化水热预处理对稻草秸秆低聚木糖转化及理化性质的影响[J].中国造纸,2026,45(10):24-31 |
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| 催化水热预处理对稻草秸秆低聚木糖转化及理化性质的影响 |
| Effect of Catalytic Hydrothermal Treatments on Xylo-oligosaccharide Conversion and Physicochemical Properties of Rice Straw |
| 收稿日期：2026-04-13 修订日期：2026-06-08 |
| DOI：10.11980/j.issn.0254-508X.2026.10.004 |
| 关键词: 稻草秸秆 水热预处理 催化方式 低聚木糖 理化性质 |
| Key Words:rice straw hydrothermal treatment catalytic method xylo-oligosaccharide physicochemical properties |
| 基金项目:国家自然科学基金 12205094湖南省农业科技创新资金项目 2025CX11国家自然科学基金（12205094）；湖南省农业科技创新资金项目（2025CX11）。 |
| 作者 | 单位 | 邮编 | | 陈亮 | 1湖南省农业科学院湖南省核农业与中药材研究所,湖南长沙,410125 | 410125 | | 齐慧 | 1湖南省农业科学院湖南省核农业与中药材研究所,湖南长沙,410125 | 410125 | | 魏东宁 | 1湖南省农业科学院湖南省核农业与中药材研究所,湖南长沙,410125 | 410125 | | 刘安 | 1湖南省农业科学院湖南省核农业与中药材研究所,湖南长沙,410125 | 410125 | | 邓明 | 1湖南省农业科学院湖南省核农业与中药材研究所,湖南长沙,410125 | 410125 | | 肖磊柯 | 2湖南大学 隆平农学院,湖南长沙,410125 | 410125 | | 董健颖 | 3湖南农业大学食品科学技术学院, 湖南长沙,410128 | 410128 | | 武小芬* | 1湖南省农业科学院湖南省核农业与中药材研究所,湖南长沙,410125 | 410125 |
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| 摘要:本研究分别结合有机酸催化、金属盐催化及射线辐照处理，在170 ℃、40 min水热条件下对稻草秸秆进行预处理，探究了不同催化体系下水热预处理对稻草秸秆低聚木糖转化及固体残渣理化性质的影响。结果表明，氯化锌催化体系下稻草秸秆低聚木糖转化率最高（55.11%），较水体系提高了184%；乙酸和氯化铜催化体系下低聚木糖转化率均>42%。甲酸和柠檬酸催化体系虽能促进稻草秸秆木聚糖高效水解，但会将低聚木糖过度水解为木糖，木糖含量分别达9.53、10.24 mg/mL，并增加稻草秸秆水溶性产物含量。催化水热预处理后稻草秸秆的理化性质变化显著，比表面积和总孔容增加，特别是乳酸催化体系下稻草秸秆的比表面积较水体系提高了182%。同时，金属盐催化会使稻草秸秆的最大热分解速率温度降低，而酸催化会使其最大质量损失速率增加，表明稻草秸秆热解反应活性提高。 |
| Abstract:In this study， rice straw was pretreated under hydrothermal conditions at 170 ℃ for 40 min with organic acid catalysis， metal salt catalysis， and irradiation， respectively， to investigate the effects of different catalytic systems on xylo-oligosaccharide (XOS) conversion and the physicochemical properties of the solid residues. The results showed that the highest XOS conversion (55.11%) was achieved with zinc chloride catalytic system， which was 184% higher than that of the water system. The XOS conversion rates under acetic acid and copper chloride catalytic systems both exceeded 42%. Although formic acid and citric acid catalytic systems efficiently promoted rice straw xylan hydrolysis， they excessively hydrolyzed XOS to xylose， with xylose contents reaching 9.53 and 10.24 mg/mL， respectively， and increased the content of water-soluble products. After catalytic hydrothermal pretreatment， the physicochemical properties of rice straw changed significantly， with increases in specific surface area and total pore volume. In particular， the specific surface area under lactic acid catalytic system increased by 182% compared with that of water system. Meanwhile， metal salt catalysis decreased the temperature at the maximum thermal decomposition rate of rice straw， while acid catalysis increased the maximum mass loss rate， indicating improved pyrolysis reactivity of rice straw. |
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