木质素化学结构修饰对热解性能的影响
发布时间：2021-03-02 09:16
木质素作为唯一能够提供可再生芳基化合物的非石油资源,不仅分布集中并且产量巨大,通过热解技术可将木质素高效转化为液体燃料和高附加值化学品。通过预处理手段将木质素结构进行选择性修饰后再进行热解,以提高目标产物的选择性和减少活性中间体的二次反应的探讨引起了学者们的广泛关注。本文以碱木质素为原料,分别制备了有机溶剂分级木质素,苄基化改性木质素及Cα-OH氧化改性木质素等化学结构不同的木质素,并对这些木质素的结构及热解性能进行了系统的研究:（1）通过有机溶剂分级得到的各组分木质素,相对分子质量的分散度减小,分子量、单元间连接键β-O-4、β-β及β-5以及脂肪族羟基含量均随着分级而减小,而S/G值、酚羟基,羧基及甲氧基含量则增加。相对分子质量越低的木质素活化能越小,越容易发生降解,热解生成的产物中,焦炭含量越少,而生物油和气体含量越多。小分子木质素对S型产物选择性更好,而大分子木质素对G型产物选择性更好。（2）苄基化改性木质素的苄基取代度可达85%左右,与未改性木质素相比,苄基化改性后的木质素相对分子量增加,并且苄基化程度越高,相对分子量越大。木质素苄基化程度越高,热解时生...
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
木质素的三种基本结构单元
KL的制备及分级流程图
第二章原料的制备和基本性质172.3.6.2元素分析及高位发热量木质素中C，H，N，S元素含量通过VarioE元素分析仪（产自德国）测定。其中O元素含量通过差减法得到，HHV通过杜龙公式计算得到。2.3.6.3GPC分析根据前期研究[88]对各木质素分别进行乙酰化改性，乙酰化后的木质素溶于四氢呋喃（色谱级）中，经0.22μm有机相针式过滤器过滤至色谱进样瓶中。分子量分布由配备有WatersU6KRI检测器、Waters型号510泵、Waters848紫外吸收检测器和装有30cmSuperdex30和30cmSuperdex200的色谱柱的Waters515E测定。数据由Millennium32GPC软件（Waters）进行分析。2.3.6.4红外光谱分析各木质素的红外光谱分析在红外光谱仪上进行，采用KBr压片法测定。10mg木质素与1gKBr在玛瑙研磨钵中混合，研磨均匀，取适量混合物放入压片机制成透明片。波数扫描范围为4000-400cm-1，分辨率为4cm-1，扫描32次。2.3.6.531P-NMR分析图2-2KL的31P-NMR谱图及其峰归属Fig.2-231P-NMRspectraandpeakascriptionofKL31P-NMR分析方法参考前人研究[89,90]。取氘代吡啶和氘代氯仿（CDCl3）按1.6:1（V/V）配成吡啶/氯仿溶剂。用吡啶/氯仿溶剂准确配制环己醇溶度为4.02mg/mL、乙酰基丙酮酸铬溶度为3.57mg/mL的内标/驰豫剂溶液。
【参考文献】：
期刊论文
[1]酚化改性木质素与纤维素酶相互作用研究[J]. 牟洪燕,黄瑾,李维英,樊慧明,詹怀宇. 中国造纸. 2020(02)
[2]木质素基本结构、热解机理及特性研究进展[J]. 王则祥,李航,谢文銮,胡斌,李凯,陆强. 新能源进展. 2020(01)
[3]基于密度泛函理论研究木质素二聚体Cα-OH基团的修饰对其热解均裂历程的影响[J]. 段毓,程皓,武书彬. 燃料化学学报. 2019(12)
[4]改性木质素基多元醇在聚氨酯中的应用[J]. 何甜. 造纸科学与技术. 2019(01)
[5]核桃壳木质素的结构研究[J]. 付跃进,杨昇,王方骏,袁同琦. 林业工程学报. 2018(03)
[6]木质素氧化还原解聚研究现状[J]. 沈晓骏,黄攀丽,文甲龙,孙润仓. 化学进展. 2017(01)
[7]具有较高表面活性的木质素磺酸盐的制备[J]. 肖子寒,邢航,肖进新. 日用化学工业. 2015(10)
[8]木质素模化物键离解能的理论研究[J]. 黄金保,武书彬,程皓,雷鸣,梁嘉晋,童红. 燃料化学学报. 2015(04)
[9]苄基化改性木质纤维材料研究进展[J]. 叶菊娣,洪建国. 化工时刊. 2013(12)
[10]β-O-4型木质素二聚体中键离解能的理论计算[J]. 黄金保,伍丹,童红,李伟民. 材料导报. 2013(S2)
博士论文
[1]木质纤维素类生物质分级热解实验研究[D]. 张立强.中国科学技术大学 2019
[2]木质素模型化合物的热解机理研究[D]. 蒋晓燕.华北电力大学(北京) 2018
[3]含氧官能团对木质素模化物热化学解构机制的影响规律研究[D]. 姜炜坤.华南理工大学 2018
[4]木质素热解过程化学键的断裂规律与产物调控途径[D]. 程皓.华南理工大学 2017
[5]生物质木质素结构解析及其预处理解离机制研究[D]. 文甲龙.北京林业大学 2014
硕士论文
[1]新型碱木质素的溶解体系及其性质研究[D]. 王健.贵州大学 2019
[2]针叶木硫酸盐木素的电化学降解及改性研究[D]. 许仃仃.齐鲁工业大学 2019
[3]云杉、桉木原本木质素和分离木质素中酚羟基含量的测定研究[D]. 王婷.广西大学 2018
[4]木质素及其模型物热化学解聚机制的研究[D]. 褚江勇.华南理工大学 2018
[5]汉麻木质素降解菌筛选及培养条件优化[D]. 吴佳琳.哈尔滨工业大学 2018
[6]碱木质素脱甲基化改性及其制备无醛胶黏剂的研究[D]. 程文家.北京林业大学 2018
[7]碱木质素在不同体系下热解特性及金属氧化物对热解产物的调控[D]. 陈娇.华南理工大学 2017
[8]木质素模型物的氧化酯化反应研究[D]. 庄绪丽.天津理工大学 2017
[9]硫酸盐木质素的分级分离与性能表征[D]. 蒋晓.南京林业大学 2015
[10]蒸煮黑液中木素分级分离方法及木素结构和分子量分布的研究[D]. 张春敬.山东轻工业学院 2012
本文编号：3059014
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
木质素的三种基本结构单元
KL的制备及分级流程图
第二章原料的制备和基本性质172.3.6.2元素分析及高位发热量木质素中C，H，N，S元素含量通过VarioE元素分析仪（产自德国）测定。其中O元素含量通过差减法得到，HHV通过杜龙公式计算得到。2.3.6.3GPC分析根据前期研究[88]对各木质素分别进行乙酰化改性，乙酰化后的木质素溶于四氢呋喃（色谱级）中，经0.22μm有机相针式过滤器过滤至色谱进样瓶中。分子量分布由配备有WatersU6KRI检测器、Waters型号510泵、Waters848紫外吸收检测器和装有30cmSuperdex30和30cmSuperdex200的色谱柱的Waters515E测定。数据由Millennium32GPC软件（Waters）进行分析。2.3.6.4红外光谱分析各木质素的红外光谱分析在红外光谱仪上进行，采用KBr压片法测定。10mg木质素与1gKBr在玛瑙研磨钵中混合，研磨均匀，取适量混合物放入压片机制成透明片。波数扫描范围为4000-400cm-1，分辨率为4cm-1，扫描32次。2.3.6.531P-NMR分析图2-2KL的31P-NMR谱图及其峰归属Fig.2-231P-NMRspectraandpeakascriptionofKL31P-NMR分析方法参考前人研究[89,90]。取氘代吡啶和氘代氯仿（CDCl3）按1.6:1（V/V）配成吡啶/氯仿溶剂。用吡啶/氯仿溶剂准确配制环己醇溶度为4.02mg/mL、乙酰基丙酮酸铬溶度为3.57mg/mL的内标/驰豫剂溶液。
【参考文献】：
期刊论文
[1]酚化改性木质素与纤维素酶相互作用研究[J]. 牟洪燕,黄瑾,李维英,樊慧明,詹怀宇. 中国造纸. 2020(02)
[2]木质素基本结构、热解机理及特性研究进展[J]. 王则祥,李航,谢文銮,胡斌,李凯,陆强. 新能源进展. 2020(01)
[3]基于密度泛函理论研究木质素二聚体Cα-OH基团的修饰对其热解均裂历程的影响[J]. 段毓,程皓,武书彬. 燃料化学学报. 2019(12)
[4]改性木质素基多元醇在聚氨酯中的应用[J]. 何甜. 造纸科学与技术. 2019(01)
[5]核桃壳木质素的结构研究[J]. 付跃进,杨昇,王方骏,袁同琦. 林业工程学报. 2018(03)
[6]木质素氧化还原解聚研究现状[J]. 沈晓骏,黄攀丽,文甲龙,孙润仓. 化学进展. 2017(01)
[7]具有较高表面活性的木质素磺酸盐的制备[J]. 肖子寒,邢航,肖进新. 日用化学工业. 2015(10)
[8]木质素模化物键离解能的理论研究[J]. 黄金保,武书彬,程皓,雷鸣,梁嘉晋,童红. 燃料化学学报. 2015(04)
[9]苄基化改性木质纤维材料研究进展[J]. 叶菊娣,洪建国. 化工时刊. 2013(12)
[10]β-O-4型木质素二聚体中键离解能的理论计算[J]. 黄金保,伍丹,童红,李伟民. 材料导报. 2013(S2)
博士论文
[1]木质纤维素类生物质分级热解实验研究[D]. 张立强.中国科学技术大学 2019
[2]木质素模型化合物的热解机理研究[D]. 蒋晓燕.华北电力大学(北京) 2018
[3]含氧官能团对木质素模化物热化学解构机制的影响规律研究[D]. 姜炜坤.华南理工大学 2018
[4]木质素热解过程化学键的断裂规律与产物调控途径[D]. 程皓.华南理工大学 2017
[5]生物质木质素结构解析及其预处理解离机制研究[D]. 文甲龙.北京林业大学 2014
硕士论文
[1]新型碱木质素的溶解体系及其性质研究[D]. 王健.贵州大学 2019
[2]针叶木硫酸盐木素的电化学降解及改性研究[D]. 许仃仃.齐鲁工业大学 2019
[3]云杉、桉木原本木质素和分离木质素中酚羟基含量的测定研究[D]. 王婷.广西大学 2018
[4]木质素及其模型物热化学解聚机制的研究[D]. 褚江勇.华南理工大学 2018
[5]汉麻木质素降解菌筛选及培养条件优化[D]. 吴佳琳.哈尔滨工业大学 2018
[6]碱木质素脱甲基化改性及其制备无醛胶黏剂的研究[D]. 程文家.北京林业大学 2018
[7]碱木质素在不同体系下热解特性及金属氧化物对热解产物的调控[D]. 陈娇.华南理工大学 2017
[8]木质素模型物的氧化酯化反应研究[D]. 庄绪丽.天津理工大学 2017
[9]硫酸盐木质素的分级分离与性能表征[D]. 蒋晓.南京林业大学 2015
[10]蒸煮黑液中木素分级分离方法及木素结构和分子量分布的研究[D]. 张春敬.山东轻工业学院 2012
本文编号：3059014
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxue/3059014.html
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