Fe基水滑石固体碱制备过程调控及其催化解聚木质素磺酸钙性能研究
发布时间：2021-10-25 14:05
近年来,利用生物质资源制备精细化学品和生物燃料成为了社会热点问题,通过解聚将生物质转化为化学品是生物质资源高值化利用的主要方法。生物质资源化利用有利于缓解能源危机和环境污染等问题。目前,生物资源利用主要包括纤维素、半纤维素和木质素的转化,前两者利用较为广泛,但由于木质素化学结构稳定且相对复杂,导致了其转化利用相对困难,通过催化解聚可选择性断裂某种特定的化学键,从而实现其定向转化为酚类等含氧化合物,因此,选择合适的催化体系是木质素定向解聚的瓶颈问题。本文以水滑石衍生的固体碱氧化物为催化剂,对木质素磺酸钙进行水热解聚。研究了反应体系中引入羟基化合物对水滑石前体生长过程中的调控规律。采用X射线衍射分析（XRD）、扫描电子显微镜（SEM-EDX）、红外光谱分析（FT-IR）、火焰原子吸收光谱分析（FAAS）、比表面积测定仪（BET）等手段对水滑石（NiMgFe-LDHs）及固体碱氧化物（NiMgFeOx）的晶相、形貌、官能团和孔道结构等进行表征分析。以木质素磺酸钙为原料,在水热反应体系中（乙醇-水为溶剂）重点评价了NiMgFe三元体系固体碱氧化物对木质素磺酸钙的解聚性能。...
【文章来源】：东北石油大学黑龙江省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
木质素基本结构图
由于其在制浆造纸过程中引入新的基团，导致其反应活性相对较差。但是，的手段对木质素进行高值化利用，使得其有望成为制备高附加值精细化学品随着化石资源的不断减少和对环境友好型材料需求的不断增加，木质素这种可的有效利用将有巨大的市场[8]。.3 木质素应用木质素大分子结构中富含丰富的活性基团，主要包括酚羟基、醇羟基、羧基、醛基，使其可以部分替代酚、多元醇制备木质素基薄膜、泡沫、粘合剂和其他料[9]。这种材料的制备对缓解能源危机和环境保护具有重要的意义。（1）木质素基薄膜传统薄膜具有难降解和污染环境的缺点。随着国家大力倡导环保工作，科研工发了一种新型的聚氨酯薄膜，具有透气、防菌和防水的优点，但存在光、热稳缺点，易出现龟裂老化等现象。为满足人们的需求，研发一种全新的环保、耐为社会的热点问题[10]。木质素由于其结构中含有大量羟基，使得其可以当做原薄膜材料的制备过程中，研究表明，木质素作为交联剂可以提高薄膜的密度和，同时，木质素基薄膜与传统薄膜相比更易降解[11,12]。
东北石油大学硕士研究生学位论文模量、拉伸强度和拉伸率。黄萍等[14]以改性木质素为原料制备木质素如图 1-2 所示），研究发现，当木质素添加量为 33%时，所制备的薄由于木质素基薄膜的优良性能，使得其被广泛应用，成为了木质素高究方向，但其合成机理还需要不断的探索，如何制备出性能优良、环木质素基薄膜仍是未来需要关注的问题。木质素基泡沫石燃料制备的酚醛泡沫会释放有害气体-甲醛，不仅危害人体健康还环境。经研究发现，木质素结构中含有丰富的酚羟基，可以作为原料木质素基泡沫，减少有害物质含量。木质素的引入不仅解决了制备酚料的依赖，还提高了木质素的经济利用价值。
【参考文献】：
期刊论文
[1]木质素的化学改性及其在高分子材料中的应用[J]. 田静,杨益琴,宋君龙. 纤维素科学与技术. 2018(04)
[2]纳米SiO2-木质素基酚醛泡沫的热稳定性及韧性表征[J]. 郭亚军,胡立红,张娜,周永红. 化工进展. 2017(12)
[3]多酸插层水滑石复合材料的新进展[J]. 李腾飞,王泽林,许艳旗,陈伟,宋宇飞. 中国科学:化学. 2017(04)
[4]CaZr1-xFexO3催化热解甘蔗渣木质素制备酚类化合物[J]. 陈彦广,王新惠,韩洪晶,王海英,安宏宇,宋华,公旭中,张健. 高等学校化学学报. 2017(02)
[5]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)
[6]Li-Ca-Mg-Al-O固体碱催化制备生物柴油[J]. 王春艳. 精细石油化工. 2017(01)
[7]木质素催化解聚的研究进展[J]. 舒日洋,徐莹,张琦,马隆龙,王铁军. 化工学报. 2016(11)
[8]空心结构磁性固体碱催化剂Fe3O4@LDO的制备与性能[J]. 盘登科. 无机化学学报. 2016(01)
[9]无规聚醚多元醇化学改性木质素薄膜的制备与表征[J]. 黄萍,方向晨,白富栋,廖健俊,张琰,郎美东. 功能高分子学报. 2015(03)
[10]木质素聚氨酯薄膜的制备及其改性研究(摘要)[J]. 王治民. 生物质化学工程. 2015(04)
博士论文
[1]水滑石固体碱催化剂的活性位结构调控及其对甲醛与异丁醛羟醛缩合反应的催化性能研究[D]. 邴威瀚.北京化工大学 2018
硕士论文
[1]木质素的提取、改性及其综合利用[D]. 王磊.山东师范大学 2012
[2]MgAl复合氧化物负载KF固体碱催化剂及其无溶剂条件下C-C键形成反应的催化性能[D]. 郤玉生.北京化工大学 2010
[3]催化酯交换反应固体碱的设计合成及催化性能的研究[D]. 马士博.黑龙江大学 2010
[4]类水滑石催化材料在Baeyer-Villiger氧化反应中的应用[D]. 李秀荣.浙江大学 2005
本文编号：3457554
【文章来源】：东北石油大学黑龙江省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
木质素基本结构图
由于其在制浆造纸过程中引入新的基团，导致其反应活性相对较差。但是，的手段对木质素进行高值化利用，使得其有望成为制备高附加值精细化学品随着化石资源的不断减少和对环境友好型材料需求的不断增加，木质素这种可的有效利用将有巨大的市场[8]。.3 木质素应用木质素大分子结构中富含丰富的活性基团，主要包括酚羟基、醇羟基、羧基、醛基，使其可以部分替代酚、多元醇制备木质素基薄膜、泡沫、粘合剂和其他料[9]。这种材料的制备对缓解能源危机和环境保护具有重要的意义。（1）木质素基薄膜传统薄膜具有难降解和污染环境的缺点。随着国家大力倡导环保工作，科研工发了一种新型的聚氨酯薄膜，具有透气、防菌和防水的优点，但存在光、热稳缺点，易出现龟裂老化等现象。为满足人们的需求，研发一种全新的环保、耐为社会的热点问题[10]。木质素由于其结构中含有大量羟基，使得其可以当做原薄膜材料的制备过程中，研究表明，木质素作为交联剂可以提高薄膜的密度和，同时，木质素基薄膜与传统薄膜相比更易降解[11,12]。
东北石油大学硕士研究生学位论文模量、拉伸强度和拉伸率。黄萍等[14]以改性木质素为原料制备木质素如图 1-2 所示），研究发现，当木质素添加量为 33%时，所制备的薄由于木质素基薄膜的优良性能，使得其被广泛应用，成为了木质素高究方向，但其合成机理还需要不断的探索，如何制备出性能优良、环木质素基薄膜仍是未来需要关注的问题。木质素基泡沫石燃料制备的酚醛泡沫会释放有害气体-甲醛，不仅危害人体健康还环境。经研究发现，木质素结构中含有丰富的酚羟基，可以作为原料木质素基泡沫，减少有害物质含量。木质素的引入不仅解决了制备酚料的依赖，还提高了木质素的经济利用价值。
【参考文献】：
期刊论文
[1]木质素的化学改性及其在高分子材料中的应用[J]. 田静,杨益琴,宋君龙. 纤维素科学与技术. 2018(04)
[2]纳米SiO2-木质素基酚醛泡沫的热稳定性及韧性表征[J]. 郭亚军,胡立红,张娜,周永红. 化工进展. 2017(12)
[3]多酸插层水滑石复合材料的新进展[J]. 李腾飞,王泽林,许艳旗,陈伟,宋宇飞. 中国科学:化学. 2017(04)
[4]CaZr1-xFexO3催化热解甘蔗渣木质素制备酚类化合物[J]. 陈彦广,王新惠,韩洪晶,王海英,安宏宇,宋华,公旭中,张健. 高等学校化学学报. 2017(02)
[5]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)
[6]Li-Ca-Mg-Al-O固体碱催化制备生物柴油[J]. 王春艳. 精细石油化工. 2017(01)
[7]木质素催化解聚的研究进展[J]. 舒日洋,徐莹,张琦,马隆龙,王铁军. 化工学报. 2016(11)
[8]空心结构磁性固体碱催化剂Fe3O4@LDO的制备与性能[J]. 盘登科. 无机化学学报. 2016(01)
[9]无规聚醚多元醇化学改性木质素薄膜的制备与表征[J]. 黄萍,方向晨,白富栋,廖健俊,张琰,郎美东. 功能高分子学报. 2015(03)
[10]木质素聚氨酯薄膜的制备及其改性研究(摘要)[J]. 王治民. 生物质化学工程. 2015(04)
博士论文
[1]水滑石固体碱催化剂的活性位结构调控及其对甲醛与异丁醛羟醛缩合反应的催化性能研究[D]. 邴威瀚.北京化工大学 2018
硕士论文
[1]木质素的提取、改性及其综合利用[D]. 王磊.山东师范大学 2012
[2]MgAl复合氧化物负载KF固体碱催化剂及其无溶剂条件下C-C键形成反应的催化性能[D]. 郤玉生.北京化工大学 2010
[3]催化酯交换反应固体碱的设计合成及催化性能的研究[D]. 马士博.黑龙江大学 2010
[4]类水滑石催化材料在Baeyer-Villiger氧化反应中的应用[D]. 李秀荣.浙江大学 2005
本文编号：3457554
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