计算机在化学中的应用

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1、纤维素乙醇的研究应101-4班425宿舍制团队介绍团队成员：组长：孙慧队员：代立圆刘明秀南盼盼李婵娟崔秋丽团队名称：六个核桃项目名称中文：纤维素乙醇的研究英文：Celluloseethanolresearch石油价格的飞速增长环境严重污染寻找一种清洁无污染的新能源已迫在眉睫！！！纤维素的定义：纤维素（cellulose）是由葡萄糖组成的大分子多糖。不溶于水及一般有机溶剂。是植物细胞壁的主要成分。纤维素是自然界中分布最广、含量最多的一种多糖，占植物界碳含量的50%以上。棉花的纤维素含量接近100%，为天然的最纯纤维素来源。一般木材中，纤维素占40～50%，还有1

2、0～30%的半纤维素和20～30%的木质素。纤维素的化学结构纤维素的分子式(C6H10O5)n，由D-葡萄糖以β-1，4糖苷键组成的大分子多糖，分子量50000～2500000，相当于300～15000个葡萄糖基。不溶于水及一般有机溶剂。是植物细胞壁的主要成分。纤维素结构示意图：纤维素来源：作为地球上最为丰富的天然有机可再生资源，纤维素来源于绿色的陆生、海底植物和动物体内。植物纤维素又根据来源分为棉、木、麻和各种秸秆等种类，是植物纤维细胞壁的主要成分；另外还有一些是来自动物细菌、海底生物和各种动物体内的动物纤维素应用前景当前，生物质作为能源的使用量约占世界一次

3、性能源的15％左右。预计2050年生物质能源将提供世界约60％的电力和40％的液体燃料，使全球CO2的排放量大幅度减少。生物质能有可能成为未来可持续发展能源系统中的重要能源。而纤维素乙醇技术作为一种无污染的清洁技术，其发展前景是显而易见的。（一）.纤维素乙醇的研究背景：随着石油资源的逐渐枯竭和环境的日益恶化，大力推广使用可再生能源技术已成为许多国家能源发展战略的重要组成部分，以减少对化石能源的依赖和温室气体的排放。纤维素乙醇的研究背景：纤维素乙醇技术，是一种高端的清洁能源技术，它被用来替代传统的粮食乙醇技术，利用地球上广泛存在的纤维素质生物原料生产清洁的乙醇燃

4、料，解决日益激烈的能源问题，而且作为一种绿色环保能源，解决了环境问题，从而被寄予了很高的期望。纤维素乙醇——第二代生物燃料：第一代生物燃料：以玉米、小麦等粮食作物作为生产原料的技术，日趋严峻的世界粮食形势，使之渐失优势。第二代生物燃料：以非粮食作物乙醇、纤维素乙醇和生物柴油为代表，原料主要使用非粮作物，秸秆、枯草、工农业废弃物等，以及主要用来生产生物柴油的动物脂肪、藻类等。与第一代最重要的区别之一，就在于是否以粮食作物为原料。国内外研究现状例如日本的新阳光计划、印度的绿色能源丁程、美国的能源农场和巴两的酒精能源计划等。2007年美国总统发表国情咨文讲话，再次重

5、申了美国发展燃料乙醇替代部分石油的决心。欧盟国家在2007年03月的峰会上设定了到2020年可再生能源占到20％的约束性目标。当前，生物质作为能源的使用量约占世界一次性能源的15％左右。预计2050年生物质能源将提供世界约60％的电力和40％的液体燃料，使全球CO2的排放量大幅度减少。生物质能有可能成为未来可持续发展能源系统中的重要能源。2010年诺维信酶制剂诺纤力TM赛力二代(CELLICCTec2)发布会（二）.纤维素乙醇的相关技术：一)预处理：预处理中要提高原料利用率、酶解效率、得糖率；二)酶解：纤维素酶产量不高、活性低、稳定性差、使用寿命短，酶解中要降

6、低成本；三）发酵：木糖难发酵；发酵中要优化发酵菌，提高乙醇产率。目前研究较多的是将这三步分散、耦合或者丙型，例如同步糖化发酵、高浓度酶循环水解（利用两个或多个生物反应器）研究内容：以麦秸纤维素为主要原料，室温下分别采用氢氧化钠、硫酸、丙酮、氢氧化钠／过氧化氢、氢氧化钠／过氧乙酸、氢氧化钠／乙醇溶液进行处理，然后按固液比1:50量加入纤维素酶液，在一定ｐH值、温度、时间等条件下进行酶解。采用碱（酸）浸泡／蒸汽，蒸汽／碱（酸）浸泡，蒸汽，冷冻／蒸汽，碱浸泡／冷冻等方法预处理麦秸纤维素，然后加入纤维素酶进行酶解。本次研究的目标：本次研究以麦草和玉米秸秆为主要原料，以

7、酶解液中还原糖得率为衡量指标；本次研究尝试采用混合试剂以及综合几种单一预处理方法，机械破碎-蒸汽-碱处理法、机械破碎-爆破-化学处理法进行探究。采用物理、化学耦合方法处理废弃纤维素，得到了较好的预处理效果，为废弃纤维素转化燃料乙醇关键技术的突破提供技术参数。研究的技术处理：项目利用氢氧化钠/过氧化氢溶液预处理麦秸纤维素来制取乙醇（一）麦秸纤维素预处理（１）常温下，分别称取10.00g麦秸粉浸泡于2%氢氧化钠、2%硫酸／1%丙酮、2%氢氧化钠／1%过氧化氢、2%氢氧化钠／1%过氧乙酸、2%氢氧化钠／1%乙醇混合液中48h，固液比为1:20浸泡后的麦秸粉反复以清水

8、冲洗至ｐh呈中性，再于105℃烘箱中烘