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微波辅助催化解聚毛竹有机制浆醇溶木质素制备芳香化合物

发布时间:2021-06-05 13:01
  化石资源是工业社会对能源、材料和化学品的主要来源。然而,大力开采不可再生的化石资源不仅将导致资源耗竭、同时也带来了很严重的温室气体效应。21世纪是人类历史上回归生态文明的一个转折点。为了社会的可持续发展,人类必须找到可再生的替代资源而脱离对化石资源的依赖。科学家们把目光转向了大自然中最丰富的可再生资源一生物质。木质素作为木质纤维素中的主要成分之一,约占了体重的15%-30%。其化学结构主要由三种苯丙烷衍生物:对羟基苯基(H),愈创木脂基(G)和丁香基基(S)单体体型聚合而成。富含芳香族结构的木质素是生产芳香族化学品的可再生资源。有机溶剂制浆是未来首选的绿色制浆的方法,有机溶剂制浆产生的醇溶木素是最接近天然木素的理想原料。微波具有加快有机化学反应速度优点,微波辐射通过诱导极性强的化学键振动产生热效应,升温快、促进化学键断裂效果强。本文研究首先对毛竹有机制浆工艺进行优化、对醇溶木质素进行结构表征,开展微波辅助催化毛竹有机制浆醇溶木质素解聚制制备芳香族化合物的系统研究,获得如下主要研究结果:1.高纯度有机制浆醇溶木质素提取及表征以毛竹为原料,在不同反应条件下提取有机制浆醇溶木质素。分别探讨了... 

【文章来源】:南昌大学江西省 211工程院校

【文章页数】:81 页

【学位级别】:硕士

【部分图文】:

微波辅助催化解聚毛竹有机制浆醇溶木质素制备芳香化合物


图1.1生物质和石油加工获取燃料和化学品的对比??Fig?1.1?Biomass?vs.?petroleum?processing?to?fuels?and?chemicals??

模型图,木质素,代表性,模型


??第1章引言???、〇??—職V*\^(?HO?\?|-〇?y-〇H??Xt:0'0"4??V?ZT?〇?/*■?〇ua(tcyl??mtt?/0H/\\?h〇 ̄/- ̄\}H??-°?t^-L?\??P?*0*4?0*〇?4??图1.3木质素的代表性结构模型??Figl.3?Representative?structure?models?of?lignin??1.3木质素提取??迄今为止,木质素提取方法有很多种。根据反应条件以及反应过程中对木质??素分子结构影响程度的大小可以分类两种。由图1.4所示,第一种是导致木质素??分子结构发生巨大变化的苛刻加工。例如Kraft[22]、Alkali[23]、Sulfite[24]、Klason[25]??木质素等利用强碱强酸作为提取溶剂。这类方法不仅成本高,而且对环境的污染??很大。使用这类提取法提取的木质素结构也发生了巨大的变化。例如,Kraft木??质素通过断开大多数a-芳基醚和P-芳基醚键而获得,这过程中除了发生二次缩??合反应外,该体系还受到强亲核性氢硫离子的攻击,从而导致了大量硫残留的形??成。硫的存在对催化剂的开发造成了额外的困难,因为它经常导致催化剂的活性??降低,尤其是贵金属催化剂[22]。??4??

木质素,方法,解聚


?第1章引言???Depolymerization?)、液相重整(Liquid?Phase?Reforming)、碱催化解聚(Base??Catalyzed?Depolymerization?)、力口氢(Hydroprocessing)、气化(Gasification)、??裂解(Pyrolysis)等。正如图1.5所示,这些方法的反应条件(温度、催化剂、??供氢剂、木质素种类等)不同,最终的目标产物也有所不同。??木质素碱催化解聚是在温和条件下把木质素大分子断开生成芳香族单体的??一种手段。碱催化解聚反应用的催化试剂是最常用而且比较便宜的碱,例如??LiOH,?NaOH和KOH。醚键的断裂,包括P-0-4的断开是碱催化解聚过程中的??主要反应,因为包括(3-0-4键在内的芳基-烷基醚键是木质素结构中最弱的键。??一个成功的碱催化解聚反应可以提供高产率的单体芳香族化合物,同时还使其易??于从反应混合物中分离。在碱催化的木质素水解反应中,产物的选择性和产率主??要取决于反应温度,压力,时间,碱的浓度以及木质素/溶剂的比例[28][29]。??Oxidant:?Oxidation?Pr〇dUCt¥:??nHn?Cat:Or?an〇fnetafHcs?hgnm?model?compounds,?kraft?hgnm,?hgnosuffonate,?phenols??2.?1?2?Metal-free?organocatatvtics?klason?iignln,?organosolv?lignin,?milled?wood?lignin,?.??Peracetic?S?ce?ul〇Mk?lignin,?ion

【参考文献】:
期刊论文
[1]可再生生物质资源——木质素的研究[J]. 李忠正.  南京林业大学学报(自然科学版). 2012(01)



本文编号:3212217

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