廢棄棉織物的離子液體預(yù)處理與酶水解

郭　香，唐敬玉，鄒小周，唐小燕，陳　琳，洪　楓

(1.東華大學(xué) 化學(xué)化工與生物工程學(xué)院，上海 201620；2.環(huán)境保護(hù)部南京環(huán)境科學(xué)研究所，江蘇 南京 210042)

廢棄棉織物的離子液體預(yù)處理與酶水解

郭香1，唐敬玉1，鄒小周1，唐小燕2，陳琳1，洪楓1

(1.東華大學(xué) 化學(xué)化工與生物工程學(xué)院，上海 201620；2.環(huán)境保護(hù)部南京環(huán)境科學(xué)研究所，江蘇 南京 210042)

利用1- 烯丙基-3-甲基咪唑氯鹽([AMIM]Cl)離子液體預(yù)處理廢棄棉織物，再經(jīng)纖維素酶水解．通過偏振光顯微鏡觀察棉纖維的溶解過程，采用掃描電鏡、X射線衍射和傅里葉變換紅外光譜表征棉織物處理前后的形貌和結(jié)構(gòu)．結(jié)果表明，[AMIM]Cl處理棉織物的最佳溫度和時(shí)間是110 ℃和90 min．此條件下，[AMIM]Cl對(duì)棉織物纖維素的溶解為物理溶解，處理后纖維素的晶型由Ⅰ型轉(zhuǎn)為Ⅱ型，結(jié)晶度比未處理時(shí)降低了57%．再生纖維素酶解48 h后還原糖得率達(dá)96%，約為未處理的6倍．

廢棄棉織物；離子液體；1- 烯丙基 -3- 甲基咪唑氯鹽([AMIM]Cl)；溶解；酶水解

棉纖維是我國紡織工業(yè)的主要原料，每年用量大約為1100萬t，約占世界用棉量的40%，主要用于服裝及家紡產(chǎn)品[1].同時(shí)，我國每年產(chǎn)生約200萬t廢棉，這些廢棄棉織物多次回用后的最終去處主要是填埋和焚燒，給社會(huì)帶來巨大的環(huán)境負(fù)擔(dān)和經(jīng)濟(jì)損失[2].因此，如能找到一種新的廢棄棉織物資源化利用途徑，將有利于今后紡織工業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的建設(shè)，具有非常重大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益.

廢棄棉織物的主要成分為纖維素，因此，其水解糖化后可以作為微生物發(fā)酵培養(yǎng)的原料，可以生產(chǎn)包括生物燃料和生物材料等許多生物基化學(xué)品，具有非常好的應(yīng)用前景.但是，棉纖維結(jié)晶度非常高(大多在70%以上)[3]，直接以纖維素酶來水解的效率很低，必須采用特殊的方法進(jìn)行預(yù)處理.目前，預(yù)處理方法主要包括物理法、化學(xué)法、生物法等，這些方法通常存在處理過程能耗較大、條件較劇烈、處理周期長(zhǎng)、效率低等問題[4-6].利用離子液體進(jìn)行纖維素預(yù)處理是近幾年的一個(gè)研究熱點(diǎn)[7-10].文獻(xiàn)[11]首次發(fā)現(xiàn)某些類型的離子液體，尤其是咪唑型離子液體，在受熱時(shí)對(duì)木漿纖維素具有一定的溶解能力，所形成的纖維素-離子液體溶液在干燥環(huán)境下性能穩(wěn)定，遇水有纖維素析出.文獻(xiàn)[12-13]合成出1- 烯丙基 -3- 甲基咪唑氯鹽([AMIM]Cl)離子液體，發(fā)現(xiàn)其對(duì)簡(jiǎn)單纖維素材料(微晶纖維素、棉短絨纖維素等)有更為突出的溶解能力，且離子液體方便循環(huán)回用.廢棄棉織物相對(duì)于其他纖維素材料，結(jié)構(gòu)和成分更加復(fù)雜且含有大量染料，更難被纖維素酶水解，因此，利用離子液體對(duì)棉織物進(jìn)行預(yù)處理是獲得較高酶解效率和得糖率的一種新途徑.為研究[AMIM]Cl離子液體對(duì)棉織物的預(yù)處理效果，本文探討了離子液體預(yù)處理?xiàng)l件對(duì)溶解棉織物的影響，并比較了處理前后棉織物的酶水解效率.

1　試驗(yàn)材料與方法

1.1原料和試劑

試驗(yàn)用廢棄棉織物為一件舊的白色純棉T恤衫，剪成1 mm×1 mm的小碎布后，在37 ℃恒溫鼓風(fēng)干燥箱中烘至恒重后密封于塑料袋中備用.

氯丙烯、乙醚、乙酸乙酯，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；N- 甲基咪唑，上海魯爾化工貿(mào)易有限公司；纖維素酶R-10，上海源葉生物技術(shù)有限公司，酶活(CMC酶活)為807.5 U/g.

1.2[AMIM]Cl離子液體的合成

將200 mL氯丙烯與128 mL N- 甲基咪唑混于500 mL圓底燒瓶中，冰浴反應(yīng)4 h后，58 ℃下反應(yīng)8 h.反應(yīng)過程中溶液逐漸由無色變?yōu)楹稚?，黏稠度增加，直至沒有回流液體產(chǎn)生，反應(yīng)基本完全.冷卻至室溫后，以無水乙醚作為萃取劑，萃取去除殘余的N- 甲基咪唑，再用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀35 ℃下去除殘余乙醚和氯丙烯，最后得到褐色的透明液體，密封保存置于干燥器內(nèi)備用[13].

1.3棉織物的離子液體溶解與再生

稱取1 g棉織物碎布和10 g離子液體放入圓底燒瓶中.在90，110和130 ℃條件下強(qiáng)烈機(jī)械攪拌，直至纖維完全溶解.加入6倍于混合物體積的去離子水再生出纖維素，并在60 ℃下反復(fù)洗滌再生的纖維素，過濾得到再生纖維素[14]，置于4 ℃冰箱保藏備用.

1.4再生纖維素的酶水解

在再生纖維素中，加入pH值為5.0的檸檬酸-磷酸氫二鈉緩沖溶液(50 mmol)20 mL，并加入0.2 g的纖維素酶.在50 ℃和100 r/min恒溫水浴條件下，分別在0.5，1，2，4，8，10，24和48 h時(shí)測(cè)試計(jì)算纖維素酶水解還原糖得率，如式(1)所示.

(1)

1.5還原糖的測(cè)定

采用3,5- 二硝基水楊酸法(DNS法)測(cè)定酶解液中總還原糖的含量[15].酶解液中葡萄糖、纖維二糖和低聚纖維寡糖通過配備Aminex HPX-42A柱(Bio-Rad)和L-3530蒸發(fā)光散射檢測(cè)器的Rigol高效液相色譜儀(北京普源精電科技有限公司)檢測(cè).分析條件：超純水為流動(dòng)相，進(jìn)樣量為20 μL，流速為0.6 mL/min，柱溫為80 ℃.

1.6棉織物溶解過程觀察

取少量不同時(shí)間點(diǎn)的棉織物纖維與離子液體的混合溶液至載玻片上，利用偏振光顯微鏡(BX53F型，Olympus，日本)觀察溶解情況.

1.7棉織物處理前后形貌和結(jié)構(gòu)的表征

采用掃描電子顯微鏡(SEM，TM-1000型，日本)觀察處理前后棉織物的微觀結(jié)構(gòu).將經(jīng)過冷凍干燥后的再生樣品作為測(cè)試樣，經(jīng)鍍金后利用SEM觀察其微觀結(jié)構(gòu).

處理前后棉織物的結(jié)晶度采用X- 射線衍射儀(XRD,D/MAX-2550型，日本)進(jìn)行分析.測(cè)試條件：將冷凍干燥后的棉織物和離子液體處理再生后的纖維素樣品固定在樣品架上，銅靶，測(cè)試電壓為40 kV，測(cè)試電流為200 mA，步寬為10°/min，2θ為5°～60°，大范圍掃描測(cè)試樣品結(jié)晶度.

處理前后棉織物的組成成分采用傅里葉變換紅外-拉曼光譜儀(FTIR,NEXUS-670型，美國)進(jìn)行定性分析.將冷凍干燥后的棉織物和離子液體處理再生后的纖維素樣品采用KBr壓片方法，掃描范圍為4000～600 cm-1，分辨率為4 cm-1，掃描次數(shù)為10次，得到樣品圖譜.

2　結(jié)果與討論

2.1溫度對(duì)廢棄棉織物預(yù)處理效果的影響

文獻(xiàn)[15]的研究結(jié)果表明，棉織物與離子液體的質(zhì)量比例為1∶10時(shí)，溶解效果最佳，因此，本文直接采用該比例，考察在90，110和130 ℃溫度下[AMIM]Cl離子液體對(duì)棉織物溶解效果的影響，結(jié)果如表1所示.

表1溫度對(duì)1 g棉布完全溶于10 g離子液體中所需時(shí)間和再生纖維素質(zhì)量的影響

Table 1Effects of dissolution temperature on the dissolution time required for that 1 g cotton dissolved in 10 g [AMIM]Cl and the weight of regenerated cotton cellulose after [AMIM]Cl-treatment

溫度/℃90110130溶解時(shí)間/min3009060再生纖維素質(zhì)量/g1.031.010.91

由表1可知，隨著溫度的升高，離子液體[AMIM]Cl對(duì)棉織物的溶解能力逐漸增強(qiáng)，90 ℃時(shí)需要300 min，而130 ℃時(shí)僅需60 min，130 ℃時(shí)的溶解能力為90 ℃時(shí)的5倍.文獻(xiàn)[16-17]的研究表明，在80 ℃下，5%的木漿纖維素可以在30 min內(nèi)迅速溶解于[AMIM]Cl中，通過延長(zhǎng)溶解時(shí)間和提高溶解溫度，木漿粕在[AMIM]Cl中溶解的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以達(dá)到14.5%，聚合度為1600的棉短絨纖維素溶解的質(zhì)量分?jǐn)?shù)也能達(dá)到8.0%.為了進(jìn)一步研究溫度對(duì)棉織物處理效果的影響，本文對(duì)不同溫度處理的棉織物加水再生后的纖維素質(zhì)量進(jìn)行比較，結(jié)果如表1所示.

由表1可知，在90和110 ℃下處理后，再生纖維素質(zhì)量相對(duì)于原始棉織物都有所增加，這可能是因?yàn)槔w維素在加水再生時(shí)夾帶入部分離子液體，沒有洗凈.但是，130 ℃處理后，再生纖維素質(zhì)量降至0.91 g，比原來少了10%左右.這應(yīng)該是高溫下離子液體對(duì)纖維素分子內(nèi)與分子間氫鍵破壞比較大，產(chǎn)生較大的降解作用[18].文獻(xiàn)[19]的研究表明，玉米秸稈纖維素在120 ℃下經(jīng)離子液體[AMIM]Cl處理后纖維的聚合度大大降低.因此，綜合考慮棉織物的溶解時(shí)間和降解程度，離子液體處理棉織物的最佳處理溫度為110 ℃，后續(xù)研究均采用該溫度.

2.2棉織物在[AMIM]Cl中的溶解過程觀察

采用偏振光顯微鏡觀察記錄110 ℃下1 g棉織物溶于10 g [AMIM]Cl中的過程，如圖1所示.由圖1可以看出，隨著溶解時(shí)間的增加，棉織物中纖維的含量越來越低.溶解10 min時(shí)，離子液體中存在大量的形貌清晰的棉纖維，但隨著溶解時(shí)間的延長(zhǎng)，纖維逐漸溶解導(dǎo)致數(shù)量減少.到70 min時(shí)，離子液體中只含有少量棉纖維，90 min時(shí)僅觀察到均勻的黑場(chǎng)，表明此時(shí)棉纖維已完全溶解.此結(jié)果與文獻(xiàn)[19-20]所報(bào)道的玉米秸稈和蔗渣纖維素在離子液體[AMIM]Cl中的溶解結(jié)果類似.

圖1　110 ℃下廢棄棉織物在離子液體[AMIM]Cl中的溶解過程的偏振光顯微鏡圖像Fig.1　Polarized optical microscopic images of dissolution of cotton fabrics in [AMIM]Cl at 110 ℃

2.3棉織物處理前后的形貌分析

采用掃描電鏡觀察離子液體處理前后棉纖維的結(jié)構(gòu)和形貌特征，結(jié)果如圖2所示.從圖2可以看出，經(jīng)離子液體處理后，廢棄棉織物中的棉纖維被完全溶解，再生纖維素的表面致密均勻，結(jié)果與其他纖維素原料的溶解結(jié)果類似[19-20].這也說明離子液體[AMIM]Cl對(duì)棉織物具有優(yōu)良的溶解特性.

(a) 處理前　　(b) 處理后圖2　棉織物經(jīng)離子液體[AMIM]Cl處理前后的SEM圖Fig.2　SEM images of cotton fabrics before and after [AMIM]Cl pretreatment

2.4棉織物處理前后的X射線衍射分析

圖3為離子液體處理前后棉纖維的廣角X射線衍射圖譜，由譜線上衍射峰的位置可看出，未處理棉織物在2θ為16.3°和22.6°處出現(xiàn)明顯的纖維素Ⅰ晶型特征峰，而再生纖維素在2θ為20.8°的位置出現(xiàn)纖維素Ⅱ晶型的特征峰[21].這說明纖維素在溶解再生過程中發(fā)生了從Ⅰ型到Ⅱ型的轉(zhuǎn)變.另外，與未處理棉織物相比，再生纖維素的衍射峰強(qiáng)度要低很多，采用文獻(xiàn)[22]的方法計(jì)算可知纖維素結(jié)晶度由86.3%降為37.4%，降低了57%.

圖3　棉織物經(jīng)離子液體[AMIM]Cl處理前后的XRD圖譜Fig.3　XRD spectra of cotton fabrics before and after [AMIM]Cl pretreatment

2.5棉織物處理前后的紅外光譜分析

圖4為離子液體處理前后棉織物的紅外光譜圖.由圖4可以發(fā)現(xiàn)，再生纖維素的出峰位置與未處理織物的基本相同，且沒有代表新物質(zhì)的特征峰出現(xiàn)，說明廢棄棉織物在離子液體中為物理溶解，并未發(fā)生衍生化反應(yīng)，其結(jié)果也與其他纖維素的溶解結(jié)果相似[19-20].

圖4　棉織物經(jīng)離子液體[AMIM]Cl處理前后的FTIR圖譜Fig.4　FTIR spectra of cotton fabrics before and after [AMIM]Cl pretreatment

2.6預(yù)處理棉織物的酶水解

由于前期在秸稈預(yù)處理研究[23]中發(fā)現(xiàn)一定濃度的殘留的離子液體會(huì)對(duì)后續(xù)纖維素酶水解和生物發(fā)酵產(chǎn)生不利影響，因此，本文采用了60 ℃水浴浸泡結(jié)合劇烈攪拌洗滌的方法，降低再生纖維素中殘留離子液體濃度，以避免其對(duì)后續(xù)的酶水解產(chǎn)生負(fù)面影響.

離子液體[AMIM]Cl的預(yù)處理時(shí)間不同，對(duì)棉織物酶水解效果的影響也不同，結(jié)果如圖5所示.

圖5　110 ℃下不同預(yù)處理時(shí)間對(duì)棉織物酶水解效率的影響Fig.5　Influence of the dissolution time on the sugar yield of hydrolysis of regenerated cotton fabrics after pretreatment in [AMIM]Cl at 110 ℃

由圖5可知，隨著預(yù)處理時(shí)間的增加，酶水解效率先增加后降低.其中，預(yù)處理時(shí)間為90 min時(shí)，再生纖維素的酶水解效率最高，酶解48 h后還原糖得率可達(dá)96%，約為未處理(17.3%)的6倍.通過高效液相色譜分析發(fā)現(xiàn)，酶解液中葡萄糖的得率約為90%，此外還含有除纖維二糖以外的少部分纖維寡糖.由表1可知，90 min是棉織物在110 ℃下完全溶解的時(shí)間.由圖3可知，棉織物處理后的纖維素結(jié)晶度比未處理時(shí)大幅降低，這是其酶水解效率大幅提高的主要原因.因此，可推測(cè)得知在預(yù)處理時(shí)間為30和60 min時(shí)，由于棉纖維還未全部溶解，纖維結(jié)構(gòu)沒有被完全破壞，結(jié)晶度仍較高，因此酶水解效率相對(duì)較低；而120和150 min的預(yù)處理時(shí)間過長(zhǎng)，已溶解的棉纖維素則會(huì)發(fā)生降解損失，致使酶水解還原糖得率降低.由此可見，1 g棉織物在10 g離子液中的最佳預(yù)處理?xiàng)l件應(yīng)是110 ℃下處理90 min，即棉纖維恰好完全溶解時(shí)效果最佳.

文獻(xiàn)[24]嘗試?yán)秒x子液體NMMO、[BMIM]Cl和85%磷酸對(duì)廢棄棉織物進(jìn)行預(yù)處理，酶水解72 h后還原糖得率為87%～95%.本試驗(yàn)中酶水解48 h后還原糖得率可達(dá)到96%，說明離子液體[AMIM]Cl對(duì)廢棄棉織物有較好的預(yù)處理效果，經(jīng)預(yù)處理后酶水解效率大大提高，可以獲得更多可發(fā)酵性糖，為今后的微生物發(fā)酵提供足夠的碳源.

3　結(jié)　語

本文采用離子液體[AMIM]Cl對(duì)廢棄棉織物進(jìn)行預(yù)處理，再經(jīng)纖維素酶水解制備可發(fā)酵糖.研究結(jié)果表明，離子液體[AMIM]Cl預(yù)處理廢棄棉織物的最佳條件為110 ℃下處理90 min.[AMIM]Cl對(duì)棉織物的預(yù)處理是物理溶解過程，溶解后纖維形態(tài)消失，纖維素晶型由I型轉(zhuǎn)為Ⅱ型，結(jié)晶度比未處理時(shí)下降了57%.棉織物經(jīng)最佳條件預(yù)處理后，酶水解效率最高，48 h后還原糖得率可達(dá)96%以上，約為未處理的6倍，其中葡萄糖的得率可達(dá)90%左右.由此可見，廢棄棉織物經(jīng)離子液體[AMIM]Cl預(yù)處理后能被高效酶水解，獲得的可發(fā)酵性糖可為微生物培養(yǎng)提供乙醇和丁醇等生物燃料，以及為細(xì)菌纖維素和聚羥基脂肪酸酯等生物材料提供充足的碳源.今后仍需開展的工作包括評(píng)價(jià)染料和殘留離子液體對(duì)酶水解及后續(xù)微生物培養(yǎng)的影響等.

[1] 王濟(jì)永.可持續(xù)發(fā)展的棉織物染整加工技術(shù)[J].紡織導(dǎo)報(bào),2009(10):52-52.

[2] 王來力,吳雄英,丁雪梅.廢舊紡織品的回收再利用探討[J].紡織導(dǎo)報(bào),2009(4):26-28.

[3] 朱育平.天然彩棉的結(jié)晶度和取向度研究[J].東華大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版,2009,35(6):626-631.

[4] TAHERZADEH M J,KARIMI K.Pretreatment of lignocellulosic wastes to improve ethanol and biogas production: A review[J].International Journal of Molecular Sciences,2008,9(9):1621-1651.

[5] MOSIER N,WYMAN C,DALE B,et al.Features of promising technologies for pretreatment of lignocellulosic biomass[J].Bioresource Technology,2005,96(6):673-686.

[6] 劉德禮,謝林生,馬玉錄.木質(zhì)纖維素預(yù)處理技術(shù)研究進(jìn)展[J].釀酒科技,2009(1):105-109.

[7] JEIHANIPOUR A,KARIMI K,NIKLASSON C,et al.A novel process for ethanol or biogas production from cellulose in blended-fibers waste textiles[J].Waste Management,2010,30(12):2504-2509.

[8] JEIHANIPOUR A,KARIMI K,TAHERZADEH M J.Enhancement of ethanol and biogas production from high-crystalline cellulose by different modes of NMO pretreatment[J].Biotechnology and Bioengineering,2010,105(3):469-476.

[9] ZHU S,WU Y,CHEN Q,et al.Dissolution of cellulose with ionic liquids and its application: A mini-review[J].Green Chem,2006,8(4):325-327.

[10] ZHAO H,JONES C L,BAKER G A,et al.Regenerating cellulose from ionic liquids for an accelerated enzymatic hydrolysis[J].Journal of Biotechnology,2009,139(1):47-54.

[11] SWATLOSKI R P,SPEAR S K,HOLBREY J D,et al.Dissolution of cellose with ionic liquids[J].Journal of the American Chemical Society,2002,124(18):4974-4975.

[12] 任強(qiáng),武進(jìn),張軍,等.1- 烯丙基,3- 甲基咪唑室溫離子液體的合成及其對(duì)纖維素溶解性能的初步研究[J].高分子學(xué)報(bào),2003(3):448-451.

[13] ZHANG H,WU J,ZHANG J,et al.1-allyl-3-methylimidazolium chloride room temperature ionic liquid: A new and powerful nonderivatizing solvent for cellulose[J].Macromolecules,2005,38(20):8272-8277.

[14] HONG F,GUO X,ZHANG S,et al.Bacterial cellulose production from cotton-based waste textiles: Enzymatic saccharification enhanced by ionic liquid pretreatment[J].Bioresource Technology,2012,104:503-508.

[15] 韓士芬.離子液體在細(xì)菌纖維素低成本碳源制備中的應(yīng)用[D].上海:東華大學(xué)化學(xué)化工與生物工程學(xué)院,2011:60-66.

[16] 武進(jìn),桑勝梅,張軍,等.纖維素在離子液體中的溶解,再生和衍生化[C]//中國科協(xié)第143次青年科學(xué)家論壇:離子液體與綠色化學(xué).北京:中國科協(xié),2007:92-97.

[17] 張軍,武進(jìn),張昊,等.纖維素在離子液體中的溶解與功能化[C]//高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì).北京:中國化學(xué)會(huì),2005:1-4.

[18] DAWSEY T,MCCORMICK C L.The lithium chloride/dimethylacetamide solvent for cellulose: A literature review[J].Journal of Macromolecular Science: Reviews in Macromolecular Chemistry and Physics,1990,30(3/4):405-440.

[19] 曹妍,李會(huì)泉,張軍,等.玉米秸稈纖維素在離子液體中的溶解再生研究[J].現(xiàn)代化工,2008,28(10):184-187.

[20] 王犇,曹妍,黃科林,等.蔗渣纖維素在離子液體中的溶解與再生[J].化工學(xué)報(bào),2010(6):1592-1598.

[21] ISOGAI A,USUDA M,KATO T,et al.Solid state CP/MAS13C NM R study of cellulose polymorph[J].Macromolecule,1989,22(7):3168-3172.

[22] SEGAL L,CREELY J,MARTIN A,et al.An empirical method for estimating the degree of crystallinity of native cellulose using the X-ray diffractometer[J].Textile Research Journal,1959,29(10):786-794.

[23] CHEN L,HONG F,YANG X X,et al.Biotransformation of wheat straw to bacterial cellulose and its mechanism[J].Bioresource Technology,2013,135:464-468.

[24] KUO C H,LIN P J,LEE C K.Enzymatic saccharification of dissolution pretreated waste cellulosic fabrics for bacterial cellulose production byGluconacetobacterxylinus[J].Journal of Chemical Technology & Biotechnology,2010,85(10):1346- 1352.

Pretreatment of Cotton-Based Waste Textiles by Ionic Liquid and Enzymatic Hydrolysis

GUOXiang1,TANGJing-yu1,ZOUXiao-zhou1,TANGXiao-yan2,CHENLin1,HONGFeng1

(1.College of Chemistry,Chemical Engineering and Biotechnology,Donghua University，Shanghai 201620,China;2.Nanjing Institute of Environment Sciences,Ministry of Environmental Protection of China,Nanjing 210042,China)

Pretreatment of cotton-based waste textiles by ionic liquid 1-allyl-3-methylimidazolium chloride ([AMIM]Cl) and enzymatic hydrolysis with cellulose were studied.The dissolution process of cotton fabrics was inspected by polarizing microscopy and the changes in the morphology and structures of cotton fiber and regenerated cellulose after pretreatment were characterized by scanning electron microscopy,X-ray diffraction and Fourier transform infrared spectrometry.The results showed that the optimal condition for pretreatment cotton fabrics was 110 ℃ and 90 min.The dissolution of fabrics by [AMIM]Cl was a physical process.Under this condition,the morphology of cotton fiber disappeared and the cotton cellulose was transformed completely from cellulose Ⅰ to cellulose Ⅱ after dissolution and regeneration,and the crystallinity of the cotton cellulose was reduced by 57% as compared to the untreated one.Enzymatic hydrolysis indicated that the ionic liquid-pretreated cotton fabric exhibited a higher hydrolytic efficiency and the conversion of reducing sugars reached 96% after 48 h,which was 6-times larger than that of untreated one.

cotton-based waste textiles; ionic liquid; 1-allyl-3-methylimidazolium chloride ([AMIM]Cl); dissolution; enzymatic hydrolysis

1671-0444(2015)02-0210-05

2014-01-12

教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計(jì)劃資助項(xiàng)目(NCET-12-0828)；上海市科委國際合作資助項(xiàng)目(11230700600)；中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金資助項(xiàng)目

郭香(1987—)，女，四川瀘州人，博士研究生，研究方向?yàn)槟举|(zhì)纖維素資源的生物轉(zhuǎn)化及應(yīng)用.E-mail: guoxiang@mail.dhu.edu.cn

洪楓(聯(lián)系人)，男，教授，E-mail: fhong@dhu.edu.cn

TQ 353；TS 119

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