光催化技术在预水解液组分分离及资源化利用中的应用

发布时间：2021-09-25 16:49

　　为了提高生物质精炼的盈利能力和可持续性,近年来科研工作者致力于有效分离和转化木质纤维原料的各组分,以实现木质纤维资源的全组分综合利用。将传统制浆造纸行业与生物质精炼理念相结合,提出了预水解硫酸盐法溶解浆生产工艺,将半纤维素、纤维素、木质素有效分离。由于预水解液中的部分水溶性木质素等杂质的存在,严重影响了半纤维素的高值化利用,因此在保留半纤维素组分的前提下尽可能的去除木质素是预水解液中半纤维素高值化利用的关键。如果可以使用低成本的木质素去除方法,且将木质素利用起来则是一个非常好的想法。此外,还可以探索在不去除杂质的情况下,新的半纤维素利用方法。本文通过使用一系列的光催化剂来处理杨木预水解液,探索光催化技术在预水解液中组分分离及资源化利用中的应用,研究内容主要包括如下4个内容:首先,通过对杨木片进行热水预处理得到预水解液,将杨木片和预水解液进行组分分析,并探究光催化剂通过静电吸附作用去除预水解液中木质素的可行性。结果表明:杨木原料中含有24.4%的半纤维素,预水解液中总糖含量为19.4 g/L。木糖/聚木糖为主要成分,占半纤维素衍生糖含量的66.5%。光催化剂可以通过静电吸附作用去除预水解... 

【文章来源】：齐鲁工业大学山东省

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

可见光诱导半导体降解有机污染物的反应过程[69]

齐鲁工业大学硕士学位论文152.2.3预水解液中木质素的去除图2.1不同光催化剂处理预水解液时木质素的去除率由图2.1可知，光催化剂可以去除预水解液中的木质素。在室温条件下，用量为6.0wt%的催化剂处理预水解液30min后，BiOCl、BiOBr、BiOI和TiO2分别去除预水解液中36.3%、33.9%、46.7%和5.8%的木质素。预水解液中的木质素去除效果从高到低依次为：BiOI＞BiOCl＞BiOBr＞TiO2。可见BiOX处理预水解液时木质素去除率较高，而TiO2的木质素去除效果较差，后续将针对铋基光催化材料进行实验。同时，在该处理条件下，预水解液中半纤维素的损失率均不超过1%。2.2.4静电吸附作用不同液体的初始pH值，以及将pH值调节至3.5（预水解液pH值）后的Zeta电位如表2.3所示。木质素悬浊液和糖溶液的Zeta电位分别为-21.2mV和-2.1mV，而光催化剂悬浊液Zeta电位均为正。说明木质素悬浊液的电负性最强，半纤维素溶液电负性较弱接近中性，光催化剂悬浊液则显示为正电性。光催化剂对于预水解液中木质素的去除主要依靠静电吸附作用，而测得BiOCl、BiOBr和BiOI光催化剂悬浊液的Zeta电位分别为+8.7mV、+2.8mV、+11.3mV，正电性由高到低依次为：BiOI＞BiOCl＞BiOBr，与处理预水解液时木质素的去除率顺序正好对应。表2.3不同液体的pH值和Zeta电位液体样品初始pH值Zeta电位（mV）预水解液3.5-2.8去离子水5.5-1.0木质素悬浊液7.3-21.2糖溶液5.4-2.1

BiOI与木质素之间静电吸附示意图

【参考文献】：
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硕士论文
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本文编号：3410092