微波輔助催化解聚毛竹有機(jī)制漿醇溶木質(zhì)素制備芳香化合物
發(fā)布時(shí)間:2021-06-05 13:01
化石資源是工業(yè)社會(huì)對(duì)能源、材料和化學(xué)品的主要來源。然而,大力開采不可再生的化石資源不僅將導(dǎo)致資源耗竭、同時(shí)也帶來了很嚴(yán)重的溫室氣體效應(yīng)。21世紀(jì)是人類歷史上回歸生態(tài)文明的一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)。為了社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展,人類必須找到可再生的替代資源而脫離對(duì)化石資源的依賴。科學(xué)家們把目光轉(zhuǎn)向了大自然中最豐富的可再生資源一生物質(zhì)。木質(zhì)素作為木質(zhì)纖維素中的主要成分之一,約占了體重的15%-30%。其化學(xué)結(jié)構(gòu)主要由三種苯丙烷衍生物:對(duì)羥基苯基(H),愈創(chuàng)木脂基(G)和丁香基基(S)單體體型聚合而成。富含芳香族結(jié)構(gòu)的木質(zhì)素是生產(chǎn)芳香族化學(xué)品的可再生資源。有機(jī)溶劑制漿是未來首選的綠色制漿的方法,有機(jī)溶劑制漿產(chǎn)生的醇溶木素是最接近天然木素的理想原料。微波具有加快有機(jī)化學(xué)反應(yīng)速度優(yōu)點(diǎn),微波輻射通過誘導(dǎo)極性強(qiáng)的化學(xué)鍵振動(dòng)產(chǎn)生熱效應(yīng),升溫快、促進(jìn)化學(xué)鍵斷裂效果強(qiáng)。本文研究首先對(duì)毛竹有機(jī)制漿工藝進(jìn)行優(yōu)化、對(duì)醇溶木質(zhì)素進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征,開展微波輔助催化毛竹有機(jī)制漿醇溶木質(zhì)素解聚制制備芳香族化合物的系統(tǒng)研究,獲得如下主要研究結(jié)果:1.高純度有機(jī)制漿醇溶木質(zhì)素提取及表征以毛竹為原料,在不同反應(yīng)條件下提取有機(jī)制漿醇溶木質(zhì)素。分別探討了...
【文章來源】:南昌大學(xué)江西省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:81 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.1生物質(zhì)和石油加工獲取燃料和化學(xué)品的對(duì)比??Fig?1.1?Biomass?vs.?petroleum?processing?to?fuels?and?chemicals??
??第1章引言???、〇??—職V*\^(?HO?\?|-〇?y-〇H??Xt:0'0"4??V?ZT?〇?/*■?〇ua(tcyl??mtt?/0H/\\?h〇 ̄/- ̄\}H??-°?t^-L?\??P?*0*4?0*〇?4??圖1.3木質(zhì)素的代表性結(jié)構(gòu)模型??Figl.3?Representative?structure?models?of?lignin??1.3木質(zhì)素提取??迄今為止,木質(zhì)素提取方法有很多種。根據(jù)反應(yīng)條件以及反應(yīng)過程中對(duì)木質(zhì)??素分子結(jié)構(gòu)影響程度的大小可以分類兩種。由圖1.4所示,第一種是導(dǎo)致木質(zhì)素??分子結(jié)構(gòu)發(fā)生巨大變化的苛刻加工。例如Kraft[22]、Alkali[23]、Sulfite[24]、Klason[25]??木質(zhì)素等利用強(qiáng)堿強(qiáng)酸作為提取溶劑。這類方法不僅成本高,而且對(duì)環(huán)境的污染??很大。使用這類提取法提取的木質(zhì)素結(jié)構(gòu)也發(fā)生了巨大的變化。例如,Kraft木??質(zhì)素通過斷開大多數(shù)a-芳基醚和P-芳基醚鍵而獲得,這過程中除了發(fā)生二次縮??合反應(yīng)外,該體系還受到強(qiáng)親核性氫硫離子的攻擊,從而導(dǎo)致了大量硫殘留的形??成。硫的存在對(duì)催化劑的開發(fā)造成了額外的困難,因?yàn)樗?jīng)常導(dǎo)致催化劑的活性??降低,尤其是貴金屬催化劑[22]。??4??
?第1章引言???Depolymerization?)、液相重整(Liquid?Phase?Reforming)、堿催化解聚(Base??Catalyzed?Depolymerization?)、力口氫(Hydroprocessing)、氣化(Gasification)、??裂解(Pyrolysis)等。正如圖1.5所示,這些方法的反應(yīng)條件(溫度、催化劑、??供氫劑、木質(zhì)素種類等)不同,最終的目標(biāo)產(chǎn)物也有所不同。??木質(zhì)素堿催化解聚是在溫和條件下把木質(zhì)素大分子斷開生成芳香族單體的??一種手段。堿催化解聚反應(yīng)用的催化試劑是最常用而且比較便宜的堿,例如??LiOH,?NaOH和KOH。醚鍵的斷裂,包括P-0-4的斷開是堿催化解聚過程中的??主要反應(yīng),因?yàn)榘ǎǎ常埃存I在內(nèi)的芳基-烷基醚鍵是木質(zhì)素結(jié)構(gòu)中最弱的鍵。??一個(gè)成功的堿催化解聚反應(yīng)可以提供高產(chǎn)率的單體芳香族化合物,同時(shí)還使其易??于從反應(yīng)混合物中分離。在堿催化的木質(zhì)素水解反應(yīng)中,產(chǎn)物的選擇性和產(chǎn)率主??要取決于反應(yīng)溫度,壓力,時(shí)間,堿的濃度以及木質(zhì)素/溶劑的比例[28][29]。??Oxidant:?Oxidation?Pr〇dUCt¥:??nHn?Cat:Or?an〇fnetafHcs?hgnm?model?compounds,?kraft?hgnm,?hgnosuffonate,?phenols??2.?1?2?Metal-free?organocatatvtics?klason?iignln,?organosolv?lignin,?milled?wood?lignin,?.??Peracetic?S?ce?ul〇Mk?lignin,?ion
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]可再生生物質(zhì)資源——木質(zhì)素的研究[J]. 李忠正. 南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2012(01)
本文編號(hào):3212217
【文章來源】:南昌大學(xué)江西省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:81 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.1生物質(zhì)和石油加工獲取燃料和化學(xué)品的對(duì)比??Fig?1.1?Biomass?vs.?petroleum?processing?to?fuels?and?chemicals??
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?第1章引言???Depolymerization?)、液相重整(Liquid?Phase?Reforming)、堿催化解聚(Base??Catalyzed?Depolymerization?)、力口氫(Hydroprocessing)、氣化(Gasification)、??裂解(Pyrolysis)等。正如圖1.5所示,這些方法的反應(yīng)條件(溫度、催化劑、??供氫劑、木質(zhì)素種類等)不同,最終的目標(biāo)產(chǎn)物也有所不同。??木質(zhì)素堿催化解聚是在溫和條件下把木質(zhì)素大分子斷開生成芳香族單體的??一種手段。堿催化解聚反應(yīng)用的催化試劑是最常用而且比較便宜的堿,例如??LiOH,?NaOH和KOH。醚鍵的斷裂,包括P-0-4的斷開是堿催化解聚過程中的??主要反應(yīng),因?yàn)榘ǎǎ常埃存I在內(nèi)的芳基-烷基醚鍵是木質(zhì)素結(jié)構(gòu)中最弱的鍵。??一個(gè)成功的堿催化解聚反應(yīng)可以提供高產(chǎn)率的單體芳香族化合物,同時(shí)還使其易??于從反應(yīng)混合物中分離。在堿催化的木質(zhì)素水解反應(yīng)中,產(chǎn)物的選擇性和產(chǎn)率主??要取決于反應(yīng)溫度,壓力,時(shí)間,堿的濃度以及木質(zhì)素/溶劑的比例[28][29]。??Oxidant:?Oxidation?Pr〇dUCt¥:??nHn?Cat:Or?an〇fnetafHcs?hgnm?model?compounds,?kraft?hgnm,?hgnosuffonate,?phenols??2.?1?2?Metal-free?organocatatvtics?klason?iignln,?organosolv?lignin,?milled?wood?lignin,?.??Peracetic?S?ce?ul〇Mk?lignin,?ion
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]可再生生物質(zhì)資源——木質(zhì)素的研究[J]. 李忠正. 南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2012(01)
本文編號(hào):3212217
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