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专利号: 2020107997736
申请人: 青岛科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于反应分子动力学的生物质脱木质素方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤1、挑选适合从木质纤维素中脱除木质素的溶剂;

步骤2、在仿真软件中单独建立所有分子模型,包括木质素和步骤1中的溶剂;

步骤3、将步骤2建立的分子模型进行能量和结构优化;

步骤4、在仿真软件中建立大小适中的盒子,将木质素分子和溶剂分子按照一定比例放入盒子中,建立具有边界周期性条件的木质素-溶剂体系模型,并对盒子进行退火和弛豫,得到稳定状态下的木质素-溶剂体系模型;

步骤5、在分子动力学仿真软件中对步骤4建立的盒子设置合适的反应力场和参数,得到模拟结果;

步骤6、通过对步骤5得到的模拟结果进行分析,通过观察分子运动轨迹确定反应路径,根据反应后的碎片数量和结构判断溶剂的处理效果,进而达到脱木质素溶剂的筛选。

2.根据权利要求1所述的一种基于反应分子动力学的生物质脱木质素方法,其特征在于,所述步骤1中,溶剂是指一种或两种及以上混合的有机溶剂、离子液体和低共熔溶剂。

3.根据权利要求1所述的一种基于反应分子动力学的生物质脱木质素方法,其特征在于,所述步骤2的具体过程为:在仿真软件Material Studio或Gaussian View中分别构建所有单体的结构模型,如离子液体中的阴阳离子单体与低共熔溶剂中的氢键供受体单体等。

4.根据权利要求1所述的一种基于反应分子动力学的生物质脱木质素方法,其特征在于,所述步骤3具体过程为:进一步的,步骤3具体过程为:在仿真软件Material Studio中将步骤2建立的单体结构模型在Forcite模块下进行能量和结构优化。

5.根据权利要求1所述的一种基于反应分子动力学的生物质脱木质素方法,其特征在于,所述步骤4具体过程为:在仿真软件Material Studio中的Amorphous Cell Tools模块中,将步骤3优化完的单体结构按照预期的数量和比例放入与实际密度相符的盒子中,先进行退火,之后分别进行50~100ps下的NVT和NPT弛豫,得到稳定状态下的木质素-溶剂体系模型。

6.根据权利要求1所述的一种基于反应分子动力学的生物质脱木质素方法,其特征在于,所述步骤5的具体过程为:将步骤4中的稳定体系导入至反应分子动力学仿真程序Lammps中,采用ReaxFF力场在NVT系综下进行模拟,并设置温度为353.15K~393.15K,步长为0.25fs,平衡系统持续50~100ps。

7.根据权利要求1所述的一种基于反应分子动力学的生物质脱木质素方法,其特征在于,所述步骤6具体分析过程为:在分子可视化软件Visual molecular dynamics(VMD)中,观察模拟产生的轨迹文件,能直观地展示出反应路径,研究其反应机理;根据反应后的碎片数量和结构判断脱木质素溶剂的处理效果,进而达到脱木质素溶剂的筛选。