在制浆造纸行业中,常规的制浆工艺通常保留纤维素而将半纤维素和木素溶解在黑液中除去,这是对生物质资源的极大浪费。近年来,以硫酸盐为基础的溶解浆制浆工艺将生物质精炼理念融合在一起,在制浆前进行预处理以脱除半纤维素从而获得较高质量的溶解浆。预水解液中含有半纤维素降解产物、小分子木素、糠醛、乙酸等产物,这些组分经过回收再利用,一方面可以减轻环境污染负荷,另一方面可以给制浆造纸企业带来额外经济效益。本论文采用十二烷基苯磺酸钠(SDBS)辅助热水预处理杨木,研究了预水解液组分变化与P因子之间的关系,以及对此工艺中半纤维素脱除机理进行了研究。十二烷基苯磺酸钠辅助热水预处理杨木过程中,十二烷基苯磺酸钠一方面促进了杨木与热水之间的固液传质,另一方面,补加微量氢离子促进了半纤维素的降解溶出,二者协同作用,可以保证在低P因子(<1500)预处理的同时提高低聚木糖的得率(48.9%)。十二烷基苯磺酸钠加入量的提高会使预水解液pH值提高,而不利于半纤维素的溶出。因此,在预处理过程中加入适量十二烷基苯磺酸钠和微量氢离子可以保证半纤维素高溶出率的前提下减少了低聚木糖组分的降解。 加入SDBS促进了固液传质,降低了生物质原料的“顽抗性”,而氢离子的补加促进了半纤维素的降解溶出。论文还探讨了分离提纯预水解液中低聚木糖的方法,采用活性炭单段吸附、活性炭湿氧化吸附、两段活性炭吸附、树脂层析柱处理等方法对预水解液中的有机物进行分离提纯。活性炭经过硝酸处理后,其表面酸性基团含量增加,其比表面积在硝酸浓度为2%时升高,其对木素吸附能力提高(7.3%),若继续提高硝酸浓度,其比表面积开始下降。在硝酸浓度为2%时,活性炭湿氧化后等温吸附和吸附动力学研究结果表明,活性炭吸附预水解液中糖组分和木素过程中包括物理吸附和化学吸附,其中物理吸附占主要作用。两段活性炭吸附时木素去除率较高,在一段活性炭与预水解液重量比1：30和吸附2h条件下,木素脱除率为69%,在二段重量比为1：20和吸附1h条件下,木素脱除率高达89.7%。采用D301阴离子交换树脂吸附溶液中糠醛和乙酸模型物时,几乎所有乙酸被脱除,糠醛去除率达到50%。论文最后提出了一套分离提纯预水解液中低聚木糖的工艺流程,此工艺流程结合活性炭两段吸附、离子交换树脂处理、膜浓缩等技术可以脱除预水解液中的木素、糠醛和乙酸,进而提纯浓缩预水解液中的低聚木糖。