發(fā)布時(shí)間：2021-12-23 03:54

　　化石資源的過度使用加劇全球能源危機(jī)的同時(shí)也對(duì)生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重?fù)p害。因此,新型綠色清潔能源的開發(fā)和利用成為了能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵。作為自然界第四大能源,生物質(zhì)是世界上唯一含固定碳的可再生資源,更是被視為不可再生化石能源的優(yōu)秀替代品。生物質(zhì)綜合利用對(duì)于我國低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施具備重要意義。木質(zhì)素作為生物質(zhì)三大組分之一,其結(jié)構(gòu)分子中含有豐富的芳香環(huán)、（酚）羥基、甲氧基、醛基、酯基等多種功能化官能團(tuán),通過催化解聚可將木質(zhì)素轉(zhuǎn)化為苯酚等高附加值基礎(chǔ)化學(xué)品。然而當(dāng)前木質(zhì)素催化轉(zhuǎn)化技術(shù)普遍存在木質(zhì)素轉(zhuǎn)化率低、產(chǎn)物收率和選擇性低,酚類寡聚產(chǎn)物易重聚形成焦炭等技術(shù)瓶頸。針對(duì)上述問題,本文構(gòu)建了一種新型高效的La-Ni/Mg O催化體系,實(shí)現(xiàn)了木質(zhì)素選擇性氫解與過程消碳,并解決了催化劑構(gòu)效關(guān)系、木質(zhì)素結(jié)構(gòu)演變規(guī)律與反應(yīng)歷程等關(guān)鍵科學(xué)問題。因此,本論文所構(gòu)建的催化體系和研究方法、所獲得研究成果可為天然芳香族聚合物木質(zhì)素的高效利用技術(shù)提供新的思路和借鑒。（1）本論文以硝酸鎳（Ni（NO₃）₂·6H₂O）,硝酸鑭（La（NO

【文章來源】：華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：100 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

植物細(xì)胞中三大組分的結(jié)構(gòu)關(guān)系

華南理工大學(xué)碩士學(xué)位論文4說，洋麻木質(zhì)素中具有這樣的β-β連接結(jié)構(gòu)。同時(shí)Cβ形成的二聚體因空間結(jié)構(gòu)阻力較小和較高的反應(yīng)性，易進(jìn)攻其他單體，被認(rèn)為是由此開始形成多聚體并進(jìn)一步結(jié)焦聚合[14,15]。闊葉材木質(zhì)素中G單體與S單體之間的連接方式以β-1連接方式為主，并且S-S型結(jié)構(gòu)連接多傾向于β-1連接鍵偶聯(lián)方式。因此，木質(zhì)素木質(zhì)化過程的控制步驟為化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)相結(jié)合的形式[15]。此外，β-1連接的化合物以螺環(huán)二烯酮占比最高約為3%-4%[15-17]。圖1-3木質(zhì)素結(jié)構(gòu)分子主要連接方式Fig.1-3Arepresentativeligninstructuredisplayingtypicalligninsubunitsandlinkagesencountered通過適當(dāng)方法催化斷裂這些苯丙烷結(jié)構(gòu)單元之間的C-O連接鍵就能得到大量含有特定功能官能團(tuán)（芳香基、甲氧基、羰基、羧基等）的高附加值平臺(tái)化合物。這些小分子平臺(tái)化合物經(jīng)催化重整或者加氫脫氧等技術(shù)處理后可獲得與石油的C/H比接近的提質(zhì)木質(zhì)素生物油，因此，這進(jìn)一步證實(shí)了木質(zhì)素在高熱值液體燃料、高分子聚合物和高附加值平臺(tái)化合物的制備等領(lǐng)域具備巨大的應(yīng)用前景[10]。1.2.2木質(zhì)素的種類及分離1.2.2.1木質(zhì)素種類從結(jié)構(gòu)復(fù)雜的生物質(zhì)中提取木質(zhì)素的主要方法包括調(diào)節(jié)木質(zhì)素提取過程中的溫度、壓力、溶劑以及PH值等條件來改變木質(zhì)素的三維空間交聯(lián)結(jié)構(gòu)與斷裂結(jié)構(gòu)單元間的連接方式。此處理過程為木質(zhì)素提取的關(guān)鍵步驟，稱為木質(zhì)素預(yù)處理[19-20]。預(yù)處理方法的

第三章La-Ni/MgO催化木質(zhì)素選擇性氫解27度下反應(yīng)一定時(shí)間（1-5h）。反應(yīng)結(jié)束后，快速將反應(yīng)釜冷卻至室溫。3.2.3產(chǎn)物分離圖3-1為木質(zhì)素加氫解聚產(chǎn)物分離和分析流程圖。鑒于氣態(tài)產(chǎn)物的質(zhì)量小于反應(yīng)前木質(zhì)素原料質(zhì)量的1%，因此，在計(jì)算產(chǎn)物收率過程中氣相產(chǎn)物的收率忽略不計(jì)。將反應(yīng)所得液體混合物(包含催化劑和殘?jiān)?過濾，所得濾渣依次采用2mL異丙醇和2mLTHF反復(fù)洗滌3次，得到固體（殘?jiān)约按呋瘎┯?20℃的條件下干燥至恒重，然后稱重計(jì)算殘?jiān)�。將洗滌液加入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀除去THF溶劑后所得粘性液體即為酚類寡聚物。向?yàn)V液中加入4倍體積的去離子水，形成的沉淀經(jīng)老化12h后進(jìn)行過濾，所得濾渣經(jīng)反復(fù)洗滌后置于60℃的烘箱中干燥至恒重，所得棕色固體即為再生木質(zhì)素，將其稱重計(jì)算轉(zhuǎn)化率。分離再生木質(zhì)素后的濾液采用50mLCH2Cl2萃取3次，向合并后的萃取液有機(jī)相中加入內(nèi)標(biāo)（正辛醇）。采用GC-MS-FID對(duì)其揮發(fā)性生物化學(xué)品進(jìn)行定性與定量分析。萃取過程所得水相首先采用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀在減壓的條件下除去溶劑，所得粘稠狀物質(zhì)經(jīng)干燥后即為水溶性產(chǎn)物。圖3-1反應(yīng)產(chǎn)物分離步驟Fig.3-1Reactionproductseparationstep3.2.4產(chǎn)物分析本論文采用GC-MS-FID、GC-TCD對(duì)其揮發(fā)性生物化學(xué)品進(jìn)行定性與定量分析，探究木質(zhì)素解聚所得酚類單體產(chǎn)物的分布。水溶性產(chǎn)物采用GPC、FT-IR、EA、


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