甲醛预处理杨木木质素的催化解聚制备酚类化合物研究

发布时间：2021-01-09 23:57

　　酚类化合物是重要的基础化工原料,目前酚类物质主要通过煤焦油等化石资源提炼,随着化石资源的逐渐枯竭,寻找一种可持续的单酚类物质来源变得尤为重要。木质素是自然界中唯一可再生的芳香族化合物,通过解聚木质素可以获得高附加值的酚类化合物。本文探究了杨木木质素的提取及其催化解聚制备单酚类物质的方法,为木质素的转化利用提供新的途径和实验依据。首先,研究杨木粉中木质素的有机溶剂提取方法。提取过程中采用甲醛对杨木粉进行预处理,使木质素的a和γ二醇与甲醛反应生成二氧六环结构。采用单因素实验和正交实验对提取溶剂比例、提取温度、提取时间进行优化,并对提取出的杨木木质素进行凝胶渗透色谱GPC、FT-IR红外光谱以及2D HSQC表征。在甲酸:乙酸:水（3.5:5:1.5）、提取温度90℃、提取时间4.5小时、转速500 r/min的最佳条件下,可以获得65.6%的木质素提取率,平均分子量为1939。其次,采用商购的贵金属催化剂（Pd/C和Ru/C）对提取的杨木木质素进行催化氢解,通过气质联用GC-MS、液质联用HPLC-MS和高效液相色谱HPLC对单体产物进行定性定量分析,并对氢解工艺进行优化。在260℃和9 ... 

【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－１木质纤维素狙成结构??Ｆｉｇｕｒｅ?１－１?Ｌｉｇｎｏｃｅｌｌｕｌｏｓｅ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ??

?第一章绪论??构、愈创木基结构、紫丁香基结构如图１－２所示。然而对于不同来源的木质素，??其三种单体含量会出现很大差异，根据单体含量的不同，一般将木质素分为三种??类型：一种是主要含有紫丁香基结构的紫丁香基木质素（Ｓ－木质素），一种是主??要含有愈创木基结构的愈创木基木质素（Ｇ－木质素），其次就是主要含有对羟基??苯结构的对羟基苯木质素（Ｈ－木质素）。裸子植物中主要为Ｇ－木质素，双子叶植??物中主要含有的是Ｇ－Ｓ木质素而单子叶植物中则是Ｇ－Ｓ－Ｈ三种类型木质素。同??时木质素的含量在不同的植物类型以及同种植物的不同部位之间都是不同的，比??如软木中大概含有３０％木质素，在硬木中则会下降至２０－２５％，而在草本植物中??仅占总质量的１０－１５％［６］。木质素中单体与单体之间主要是以Ｃ－０键和Ｃ－Ｃ键连??接，其中Ｃ－０键约占化学键总量的三分之二或者更多，其次则为Ｃ－Ｃ键，而在??Ｃ－Ｏ键中尤其又以ｐ－Ｏ－４键的数量最多［７］。图１－３展示了木质素中不同类型的Ｃ－??０鍵。??ＯＨ?ＯＨ?〇Ｈ??￥、〇ｎ??ＯＨ?ＯＨ?〇Ｈ??Ｈ?Ｇ?Ｓ??对轻基苯结构?愈创木基结构?紫丁香基结构??图１－２．木质素的三种单体结构??Ｆｉｇｕｒｅ?１－２．?Ｔｈｒｅｅ?ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ?ｕｎｉｔｓ?ｏｆ?ｌｉｇｎｉｎ??由于木质素的结构复杂

１．３木质素的提取??生物质是由纤维素、半纤维素和木质素三种组分紧密交联在一起的，因此为??了高效的利用这三种组分，需要对生物质进行预处理，将不同组分分开，如图１－??４所示。木质素的提取即是对生物质进行预处理并将其中的木质素组分提取出来??的一个过程，常用的木质素提取方法包括酸处理、碱处理以及有机溶剂处理法。??根据提取方法的不同木质素一般分为Ｋｌａｓｏｎ木质素、Ｓｏｄａ木质素以及有机溶剂??木质素。??从素“素??图丨－４生物质预处理示意图??Ｆｉｇｕｒｅ?１－４?Ｂｉｏｍａｓｓ?ｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ??１．３．１酸法与碱法提取??木质素提取的酸法处理一般是采用１０％的硫酸或者盐酸作为催化剂，在??１２０?°Ｃ左右将木质纤维素中的纤维素和半纤维水解为单糖。采用酸法提取木质??素时，虽然木质素溶解较少，但在纤维素和半纤维素溶解之后，木质素结构还??是会被破坏。??３??

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：2967650