碱性水相体系下磁性催化剂催化木素氢解的研究

发布时间：2023-10-30 20:39

　　木质纤维素是自然界中广泛存在的一种来自于植物的生物质资源,其主要组成部分为纤维素(30-50%)、半纤维素(20-40%)以及木素(15-25%),此外还包括少量的结构蛋白、脂类和灰分等。木素是植物光合作用制造的总量仅次于纤维素的天然高分子有机化合物,其在大自然的含量十分丰富。木素是由三种苯丙烷结构单元(紫丁香基丙烷、愈创木基丙烷、对羟基苯基丙烷)通过醚键和碳碳键相互连接形成的具有复杂结构的天然高分子化合物。化学法降解木素大分子生成低分子量的产物是目前比较热门的高值化利用木素的途径,然而传统的化学降解法具有反应条件苛刻、催化剂难以回收、反应成本高、目标产物得率低等缺点。鉴于此,本研究以高值化利用木素分子为目标,设计了一种高效低成本的方法来氢解木素,获得了较高得率的目标产物并对获得的小分子平台化合物进行了分组分离实验研究。本研究首先设计合成了一种磁性催化剂并用于催化氢解木素的反应。将催化性能优异的贵金属钯负载于磁性四氧化三铁颗粒上,制备得到具有磁性的Pd@Fe₃O₄催化剂。XRD、XPS和SEM的表征显示Pd元素成功地负载在Fe₃

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 木素概述
    1.3 木素降解反应概述
        1.3.1 木素氢解反应
        1.3.2 木素氢解催化剂
        1.3.3 木素氢解溶剂体系
        1.3.4 木素氢解氢源
    1.4 磁性催化剂
        1.4.1 磁性催化剂种类
        1.4.2 Fe₃O₄ 作载体的磁性催化剂
    1.5 木素降解产物的分离
    1.6 木素降解存在的难点和问题
    1.7 课题研究内容及目的意义
        1.7.1 研究内容
        1.7.2 本课题研究的目的及意义
第二章 Pd@Fe₃O₄ 催化木素氢解
    2.1 引言
    2.2 实验设备、原料及方法
        2.2.1 实验设备及原料
        2.2.2 实验方法
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 催化剂的表征
        2.3.2 Pd@Fe₃O₄ 催化氢解反应
        2.3.3 Pd@Fe₃O₄ 催化氢解木素模型物
        2.3.4 Pd@Fe₃O₄ 催化氢解蔗渣木素
        2.3.5 催化剂的回收及循环利用
    2.4 本章小节
第三章 碱性水相中Pd@Fe₃O₄ 催化木素氢解
    3.1 引言
    3.2 实验设备、原料及方法
        3.2.1 实验设备及原料
        3.2.2 实验方法
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 碱性水相中氢解木素模型物
        3.3.2 木素模型物氢解产物表征
        3.3.3 碱性水相中β-O-4 键的氢解断裂
        3.3.4 碱性水相中氢解蔗渣木素
        3.3.5 蔗渣木素的表征
        3.3.6 蔗渣木素氢解产物的鉴定与产率计算
        3.3.7 温度和时间对蔗渣木素氢解产率的影响
        3.3.8 碱性水相中氢解不同种类木素
    3.4 本章小节
第四章 木素氢解产物的萃取分离
    4.1 引言
    4.2 实验设备、原料及方法
        4.2.1 实验设备及原料
        4.2.2 实验方法
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 蔗渣木素氢解单体产物归类
        4.3.2 羧酸类产物的分离
        4.3.3 模型物混合物中酮醇类分子与烷基类分子的分离
        4.3.4 木素氢解产物中醛酮醇类产物与烷基类产物的分离
        4.3.5 木素氢解产物分离路线设计
    4.4 本章小节
结论与展望
    一、全文主要结论
    二、本论文的创新之处
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件



本文编号：3859152