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《河北工業(yè)大學(xué)》 2014年

Fe-TiO_2/UV光催化降解木質(zhì)素堿溶液的研究

李海朋  

【摘要】：本論文提出了一種折疊板光反應(yīng)器降解木質(zhì)素堿溶液與溶劑循環(huán)萃取降解產(chǎn)物的集成工藝，目的是通過降解木質(zhì)素獲得精細(xì)化學(xué)品。首先采用溶膠凝膠法制備納米Fe-TiO2光催化劑，利用浸漬提拉法在銅折疊板表面負(fù)載光催化劑薄膜，并使用SEM、XRD分別對(duì)Fe-TiO2光催化劑的表面形貌、相組成、晶粒尺寸和銳鈦礦與金紅石礦的重量百分比等光化學(xué)性能進(jìn)行表征。光催化反應(yīng)裝置主要包括圓筒光反應(yīng)器、光源、負(fù)載催化劑薄膜銅折疊板、循環(huán)泵和萃取裝置；在光反應(yīng)器中加入木質(zhì)素堿溶液，經(jīng)紫外光照射在催化劑表面進(jìn)行光降解，用循環(huán)泵將木質(zhì)素溶液送入萃取裝置，降解產(chǎn)物經(jīng)萃取后，木質(zhì)素堿溶液回流到光催化反應(yīng)器中進(jìn)繼續(xù)進(jìn)行光催化降解反應(yīng)，完成木質(zhì)素的降解與產(chǎn)物循環(huán)萃取過程。使用薄層色譜和柱色譜法對(duì)萃取相中的降解產(chǎn)物進(jìn)行了分離提純，并使用1H NMR，13C NMR和GC-MS對(duì)降解產(chǎn)物進(jìn)行定性分析。進(jìn)一步使用GC對(duì)降解產(chǎn)物進(jìn)行定量分析，并分別考察了反應(yīng)時(shí)間、堿木質(zhì)素濃度、Fe摻雜量、催化劑薄膜層數(shù)和折疊板角度對(duì)生成產(chǎn)物濃度的影響。對(duì)未分離的降解產(chǎn)物進(jìn)行GC-MS定性分析。最后使用FT-IR對(duì)反應(yīng)后的木質(zhì)素殘?jiān)M(jìn)行了官能團(tuán)分析。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：采用溶膠凝膠法制備的納米催化劑Fe-TiO2是銳鈦礦晶型，具有較高的光催化氧化性能。光催化降解木質(zhì)素分離所得的主要產(chǎn)物為2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚(BHT)，鄰苯二甲酸二異丁酯(DIBP)，鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)。光催化降解木質(zhì)素生成BHT的較佳條件為：木質(zhì)素溶液濃度為30g/L，F(xiàn)e的摻雜量為2%，催化劑薄膜層數(shù)為8，折疊板角度為63°，室溫下反應(yīng)時(shí)間5h， BHT的濃度為1.12g/L。生成DIBP，DBP的較佳條件為：木質(zhì)素濃度為30g/L，F(xiàn)e的摻雜量為5%，薄膜層數(shù)為9，折疊板角度為63°，，反應(yīng)時(shí)間6h，DIBP和DBP的濃度為0.74和1.57g/L。其它未分離產(chǎn)物主要為愈瘡木基和紫丁香基衍生物，芳香環(huán)衍生物以及一些飽和烴類化合物。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：河北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：O636.2
【目錄】：

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【參考文獻(xiàn)】

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