隨著能源的快速消耗和環(huán)境污染的加重,生物質(zhì)資源的高效利用備受重視。其中木質(zhì)素是唯一具有芳香結(jié)構(gòu)的可再生資源,在生產(chǎn)酚類物質(zhì)和燃料方面具有極大的潛力。但是由于木質(zhì)素具有不規(guī)則的天然高分子結(jié)構(gòu),在降解時(shí)易發(fā)生重聚合反應(yīng)而降低酚類單體和液體產(chǎn)物的產(chǎn)率,若是可以利用高效的催化劑降解木質(zhì)素且抑制重聚合反應(yīng),將會(huì)提高木質(zhì)素制備高附加化學(xué)品的可能。本論文采用固態(tài)合成法,以生物質(zhì)資源的單寧和木質(zhì)素為碳源,制備了不同性能的催化劑,并探討了不同碳源、催化劑比例、反應(yīng)條件對(duì)木質(zhì)素氫解的影響。同時(shí)利用生產(chǎn)的木質(zhì)素氫解產(chǎn)物部分替代苯酚制備酚醛樹脂,并將樹脂用于制備發(fā)泡材料和進(jìn)行阻燃性能的研究,實(shí)現(xiàn)了生物質(zhì)資源的高值化利用。分別以單寧、有機(jī)溶劑木質(zhì)素、堿木質(zhì)素、脫堿木質(zhì)素為碳源,F127為模板化合物,利用球磨的方式,固態(tài)合成了一系列負(fù)載Ni的介孔催化劑。該合成工藝具有低成本、無溶劑、快速、簡(jiǎn)潔等優(yōu)點(diǎn),且催化劑中的鎳鹽可在N₂氛圍下被鄰位碳還原成鎳納米粒子,從而不需要進(jìn)一步的H₂還原,降低了能耗。其中單寧所制備的Ni/MC催化劑孔徑大、粒徑小、催化活性最高。在280℃、5... 

【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(yè)數(shù)】：86 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

木質(zhì)素的單體的成鍵方式

木質(zhì)素解聚的效率最高，其中獲得了高達(dá) 56 wt%的液體產(chǎn)物[46]。Lewis 酸與水或醇合，會(huì)使 Lewis 酸轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的 Bronsted 酸，有利于木質(zhì)素的解聚。雖然該反應(yīng)在學(xué)上是有利的，但其反應(yīng)性能卻高度依賴于溫度，而過高的溫度會(huì)促進(jìn)縮合反應(yīng)，高分子量化合物的形成。此外，由于中間體在乙醇中的溶解度比在水中高，不容易重聚合反應(yīng)，所以縮合產(chǎn)物在水中的生成速率比在乙醇中高。因此在酸催化降解中的選擇是木質(zhì)素高效解聚的重要因素之一[45]。最近的研究發(fā)現(xiàn)離子液體對(duì)于斷裂 鍵也有一定的促進(jìn)作用，這是由于木質(zhì)素在離子液體中的溶解度高，有利于碳正離間體的形成。而水的存在對(duì)催化水解反應(yīng)也起著至關(guān)重要的作用，它可以與金屬氯作用生成酸。例如，由路易斯酸（如 FeCl3、AlCl3或 CuCl2）、水和離子液體[BMI組成的催化系統(tǒng)，可以高效的斷裂木質(zhì)素模型化合物（即愈創(chuàng)木酰甘油-β-愈創(chuàng)木酰中的 β-O-4 鍵，獲得了產(chǎn)率為 80 %的愈創(chuàng)木酚[43]。

木質(zhì)素?zé)峤馐侵饕譃橐淮螣峤猓?00-400 °C）和二次熱解(>400 °C)。圖1-3 為熱解溫度對(duì)木質(zhì)素降解產(chǎn)物芳香取代基的影響[41]。在木質(zhì)素的一次熱解過程中，生成的芳香族化合物主要由 G 型木質(zhì)素的 4-取代愈創(chuàng)木酚和 S 型木質(zhì)素的 4-取代紫丁香酚組成。在這個(gè)階段，主要是直接裂解 α-O-4 類型的鍵，而不直接發(fā)生 C-C 鍵的斷裂,從而表明了甲氧基是相對(duì)于芳基醚鍵更穩(wěn)定。木質(zhì)素一次熱解得到的熱解產(chǎn)物作為 H 供體，穩(wěn)定了木質(zhì)素衍生的自由基，提高了單體產(chǎn)物的收率[48]。隨著熱解溫度升高至(400-450) °C，反應(yīng)進(jìn)入二次熱解階段，愈創(chuàng)木酚或者紫丁香酚迅速轉(zhuǎn)化為兒茶酚和鄰甲基苯酚[49]，側(cè)鏈 C-C 鍵的斷裂也發(fā)生在這個(gè)溫度范圍內(nèi)，單體的收率提高。此外，芳香族甲氧基變得非常活潑，O-CH3鍵在 450 °C 左右發(fā)生裂解。當(dāng)溫度進(jìn)一步升高到550 °C 時(shí)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]酚醛樹脂泡沫的增韌及阻燃改性研究[D]. 王國(guó)振.昌吉學(xué)院 2016



本文編號(hào)：3048271