為了揭示木質(zhì)素?zé)崛廴诨岱�(wěn)定化和碳化機(jī)理,為制備高性能木質(zhì)素基活性碳纖維（LACF）提供理論基礎(chǔ),本論文以麥秸酶解木質(zhì)素為原料,探討了酚化處理木質(zhì)素的熔融性能與改性機(jī)理,提出了堿性戊二醛交聯(lián)固化處理纖維提高熱穩(wěn)定性方法,推定了不熔融木質(zhì)素基纖維在碳化過程中化學(xué)結(jié)構(gòu)變化,對比分析了不同活化工藝參數(shù)對LACF孔結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu)和化學(xué)結(jié)構(gòu)的影響,并考察了水蒸氣活化制備的LACF的電化學(xué)性能。得到以下主要結(jié)論:（1）木質(zhì)素與苯酚以1:3的比例在120℃反應(yīng)2h所得到的酚化改性木質(zhì)素具有較好的熔融性能。酚化改性后木質(zhì)素中的β-O-4’,β-5’/α-0-4’,β-β’,阿魏酸（FA）,對香豆酸（pCA）和對苯甲酸（pB）結(jié)構(gòu)被破壞,脂肪族羥基幾乎消失,對位酚羥基的數(shù)量顯著增加;同時,苯酚連接在木質(zhì)素上有一些新的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生。γ-羥甲基官能團(tuán)發(fā)生β-消去反應(yīng)產(chǎn)生甲醛;麥黃酮T6和T8位二維核磁信號酚化改性后消失。（2）木質(zhì)素基纖維原絲與戊二醛在堿性條件下形成較多的羥甲基官能團(tuán),而C=O,C-O-C和C-O鍵等官能團(tuán)含量減少,這使木質(zhì)素基纖維中分子鏈形成新的交聯(lián)結(jié)構(gòu),提高了基熱穩(wěn)定性。（3）固化纖維預(yù)氧... 

【文章來源】：北京林業(yè)大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：102 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．３論文技術(shù)路線??Ｆｉｇｕｒｅ?１．３?Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ?ｒｏｕｔｅ?ｏｆ?ｔｈｉｓ?ｔｈｅｓｉｓ??

圖２．１?ＡＥＲ－Ｓ與Ｐ－ＡＥＲ－Ｓ的分子量分布曲線??Ｆｉｇｕｒｅ２．１?Ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ?ＧＰＣ?ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｍｓ?ｏｆ?ＡＥＲ－Ｓ?ａｎｄ?Ｐ－ＡＥＲ－Ｓ??從圖２－１中可以看出Ｐ－ＡＥＲ－Ｓ與ＡＥＲ－Ｓ的分子量相近，Ｐ－ＡＥＲ－Ｓ的Ｍｗ略高于??ＡＥＲ－Ｓ。與ＡＥＲ－Ｓ相比，Ｐ－ＡＥＲ－Ｓ的分子量分布更廣，Ｐ－ＡＥＲ－Ｓ中存在有更多木質(zhì)??素小分子片段�？紤]到Ｐ－ＡＥＲ－Ｓ較高的得率（ＡＥＲ重量的９７％），其分子量在一定??程度上代表Ｐ－ＡＥＲ中木質(zhì)素的分子量。由于Ｐ－ＡＥＲ－Ｓ代表ＡＥＲ中８９％的木質(zhì)素（表??２．３），其較低的分子量清晰地表明酚化過程中ＡＥＲ內(nèi)木質(zhì)素發(fā)生了嚴(yán)重解聚。??２．３．４酚化改性木質(zhì)素化學(xué)基團(tuán)的變化??酚化改性后，Ｐ－ＡＥＲ－Ｓ木質(zhì)素分子中酚羥基的含量增加，形成分子內(nèi)或分子間氫??鍵，使０－Ｈ伸縮振動頻率向低頻移動，而且譜帶變寬。長鏈烷烴（：出在２９１９?ｃｍ－１和??２８４９?ｃｍ－１的反對稱和對稱伸縮振動改性后顯著降低（翁詩甫，２０１０），ＡＥＲ－Ｓ中多糖的??含量為４．８％，而Ｐ－ＡＥＲ－Ｓ中多糖的含量僅為０．１％，亞甲基吸收峰的減弱主要是由于??酚化過程中多糖的水解造成的。Ｐ－ＡＥＲ－Ｓ的紅外光譜在３０２０?ｃｍ－１出現(xiàn)一個烯烴＝Ｃ－Ｈ??伸縮振動吸收峰

Ｆｉｇｕｒｅ２．２?ＦＴＩＲ?ｓｐｅｃｔｒａ?ｏｆ?ＡＥＲ－Ｓ?ａｎｄ?Ｐ－ＡＥＲ－Ｓ??２．３．５酚化改性木質(zhì)素羥基官能團(tuán)的變化??圖２．３是ＡＥＲ－Ｓ與Ｐ－ＡＥＲ－Ｓ的３ＩＰＮＭＲ圖譜，脂肪族羥基，酚羥基和羧基官能??團(tuán)的定量數(shù)據(jù)在表２．５。從圖２．３中可以看出酚化改性后Ｐ－ＡＥＲ＿Ｓ中脂肪族羥基幾乎??消失，對位酚羥基（ｐ－ｈｙｄｒｏｘｙｐｈｅｎｙｌ）的數(shù)量顯著增加。這一現(xiàn)象可能的原因是苯酚??取代了部分脂肪族羥基在木質(zhì)素側(cè)鏈區(qū)域發(fā)生縮合，此外，多糖的水解，ＬＣＣ?（Ｌｉｇｎｉｎ??Ｃａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅ?Ｃｏｍｐｌｅｘ）的斷裂也會導(dǎo)致脂肪族輕基含量下降。??表２．５?ＡＥＲ－Ｓ與Ｐ－ＡＥＲ－Ｓ的羥基官能團(tuán)（ｍｍｏｌ／ｇ）?３１ＰＮＭＲ定量分析??Ｔａｂｌｅ２．５?Ｔｈｅ?ｃｏｎｔｅｎｔ?ｏｆ?ａｌｉｐｈａｔｉｃ，?ｐｈｅｎｏｌｉｃ?ｈｙｄｒｏｘｙｌ?ｇｒｏｕｐｓ，?ｃａｒｂｏｘｙｌ?（ｍｍｏｌ／ｇ）?ｑｕａｎｔｉｆｉｅｄ?ｂｙ３１Ｐ??ＮＭＲ??Ａｌｉｐｈａｔｉｃ?５－ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅｄ?Ｇ－ＯＨ?Ｈ－ＯＨ?Ｔｏｔａｌ?Ｐｈ?－ＣＯＯＨ??－ＯＨ?－ＯＨ?－ＯＨ??￣ＡＥＲ－Ｓ?６Ｔ＼?Ｌ２１?０８７?０２８?２３６?０？１８??Ｐ－ＡＥＲ－Ｓ?０．８３?０．６７?０．９９?３．７５?５．４１?０．１２??酚化改性后，Ｇ型木質(zhì)素的游離羥基（Ｇ－ＯＨ）含量增加，可能是因?yàn)椋ǎ常埃矗cｐ－５＇??醚鍵的斷裂所致。然而，由于只能對ＡＥＲ－Ｓ和Ｐ－ＡＥＲ－Ｓ進(jìn)行磷譜分析，酚化前后Ｓ??型木質(zhì)素的游離羥基（Ｓ－ＯＨ）的含量變化無法分析。麥秸木質(zhì)素內(nèi)部連接中卩－〇－４

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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本文編號：3471979