深度共熔溶劑分離制備生物質(zhì)組分及其熱轉(zhuǎn)化特性的實驗研究
發(fā)布時間:2021-12-16 21:04
隨著化石、石油等不可再生資源的逐漸枯竭以及人類對于能源需求的不斷增加,利用可再生資源的木質(zhì)纖維生物質(zhì)制備燃料乙醇、生物基材料和平臺化合物的科學(xué)研究逐漸受到了研究人員的重視,對木質(zhì)纖維生物質(zhì)進(jìn)行處理的過程中,選擇合適的分離或處理手段將生物質(zhì)中木質(zhì)素組分和纖維素組分等分離出來,對各組分實現(xiàn)充分利用是實現(xiàn)木質(zhì)纖維生物質(zhì)高效轉(zhuǎn)化利用的關(guān)鍵。本論文研究以造紙工業(yè)原料中的松木生物質(zhì)為研究對象,以綠色經(jīng)濟(jì)的乳酸(Lacticaicd,Lac)和氯化膽堿(Choline Chloride,ChCl)為原料合成生物質(zhì)處理所用的介質(zhì)溶劑,即深度共熔溶劑(Deep Eutectic Solvents,DES),研究了不同摩爾配比的氫鍵供體Lac和氫鍵受體ChCl形成的DES在反應(yīng)溫度和反應(yīng)時間不同調(diào)控因素下,松木組分的分級效率以及木質(zhì)素單組分的溶出規(guī)律。此外,并借助高倍率掃描電鏡分析(SEM)、傅里葉紅外光譜分析(FT-IR)、X-射線衍射技術(shù)(XRID)、熱失重分析(TGA)等技術(shù)對DES處理后松木分離的各組分的物化性能、化學(xué)結(jié)構(gòu)和官能團(tuán)等進(jìn)行分析表征,并對木質(zhì)素單組分的熱降解行為及熱解轉(zhuǎn)化產(chǎn)物進(jìn)行深入分...
【文章來源】:陜西科技大學(xué)陜西省
【文章頁數(shù)】:72 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-1生物質(zhì)能源化利用??Fig.?1-1?Biomass?Energy?Utilization??
維素組分幾乎沒有溶解性,不同DES對木質(zhì)素的溶解度不同,具體如表1-1所示。??深度共熔溶劑回用??酚類化合物??農(nóng)業(yè)廢棄物Iq?木質(zhì)素組分?1有機碳材料????DKS??????生???)?物?物??工業(yè)廢棄物?*■質(zhì)?*■質(zhì)??????J?i?預(yù)?造紙工業(yè)]??ju?迕?生物燃料??林業(yè)廢棄物I—1?L^纖維素組分1?一?.?.??深??^?纖維材料??度?匕???§?|平臺化合物??.洛????劑??圖1-5?DES在木質(zhì)纖維生物質(zhì)精煉過程中應(yīng)用的簡示圖??Fig.?1-5?Application?of?DES?in?the?refining?of?lignocellulosic?biomass??10??
深度共熔溶劑分離制備生物質(zhì)組分及其熱轉(zhuǎn)化特性的實驗研究??溫度下觀察松木生物質(zhì)原料中木質(zhì)素的溶出規(guī)律,根據(jù)不同的反應(yīng)條件下木質(zhì)素的溶出??規(guī)律進(jìn)而確定后面章節(jié)的試驗樣品。??2.1實驗部分??2.1.1實驗原料和試劑??(1)實驗原料??松木原材料,取自山東亞太森博漿紙有限公司,選擇需要的松木樹干(不包括樹皮、??樹枝和葉子等不需要的部分),橫截面直徑約為20cm,松木原料如圖2-1所示。截好的??松木木塊置于陰涼處風(fēng)干一個月,將風(fēng)干后的松木原料劈成小木片(長度約為2?3cm),??同時將切好的松木木片使用小型粉碎機將其磨成粉末狀,使用自封袋把磨好的松木粉末??置于其中保持密封狀態(tài)平衡水分三天,隨后將原料木粉取出過篩(40?60目),將過篩??好的松木木粉取出少量用于對松木原料的水分測定以及成分分析中,剩余的過篩松木木??粉首先對其使用苯醇混合溶液(苯和乙醇按照2:1的體積比混合)進(jìn)行抽提,然后置于??105°C條件下的烘箱中干燥24h后置于干燥箱中備用_,實驗中用到的松木生物質(zhì)固體粉??末如圖2-2所示,隨后用于DES處理分離提取松木木質(zhì)素的實驗中。??動::1??圖2-1松木風(fēng)干原料?圖2-2松木固體粉末試樣??Fig.?2-1?Pine?wood?air-dried?raw?materials?Fig.?2-2?Pine?solid?powder?sample??(2)實驗試劑??實驗過程中涉及的相關(guān)化學(xué)試劑(氯化膽堿、乳酸等)均為分析純,其中氯化膽堿??購買自購自天津市大茂化學(xué)試劑廠,乳酸、乙醇等相關(guān)化學(xué)試劑均由國藥集團(tuán)化學(xué)試劑??有限公司提供,氯化膽堿在使用前置于干燥箱中干燥保存?zhèn)溆,由于氯化膽堿自身
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]深度共熔溶劑應(yīng)用于松木類木質(zhì)素分離的研究[J]. 張肖肖,婁瑞,董繼先,薛香玉,周寅軒,許慧敏. 陜西科技大學(xué)學(xué)報. 2019(06)
[2]Lignin Interaction with Cellulase during Enzymatic Hydrolysis[J]. Mingfu Li,Qingtong Zhang,Changzhou Chen,Shuangfei Wang,Douyong Min. Paper and Biomaterials. 2019(04)
[3]深度共熔溶劑在生物質(zhì)精煉過程中的應(yīng)用[J]. 張肖肖,婁瑞,董繼先,薛香玉,周寅軒. 紙和造紙. 2019(03)
[4]Application of deep eutectic solvents in biomass pretreatment and conversion[J]. Yu Chen,Tiancheng Mu. Green Energy & Environment. 2019(02)
[5]木質(zhì)素的化學(xué)改性及其在高分子材料中的應(yīng)用[J]. 田靜,楊益琴,宋君龍. 纖維素科學(xué)與技術(shù). 2018(04)
[6]生物質(zhì)熱解影響因素及技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 胡二峰,趙立欣,吳娟,孟海波,姚宗路,叢宏斌,吳雨濃. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報. 2018(14)
[7]膽堿類低共熔溶劑提取分離絲瓜絡(luò)纖維素的研究[J]. 宋艷丹,季新偉,陳玲,洪樞,連海蘭. 中國造紙學(xué)報. 2018(02)
[8]木素抗氧化性的研究現(xiàn)狀及展望[J]. 鄒瑾穎,莊蕾,黃治齊,李明飛. 紙和造紙. 2018(02)
[9]深度共熔溶劑分離提取玉米芯纖維素[J]. 劉洪杰,邢山川,張思思,陸文超,劉少杰. 河北科技大學(xué)學(xué)報. 2017(06)
[10]生物質(zhì)木質(zhì)素分離和結(jié)構(gòu)研究方法進(jìn)展[J]. 文甲龍,陳天影,孫潤倉. 林業(yè)工程學(xué)報. 2017(05)
博士論文
[1]離子液體及低共熔溶劑用于麥秸預(yù)處理的研究[D]. 趙崢.北京化工大學(xué) 2018
[2]基于氯化膽堿低共熔溶劑的木質(zhì)素提取改性和降解研究[D]. 李利芬.東北林業(yè)大學(xué) 2015
碩士論文
[1]催化增強麥草組分乙醇溶劑法分離效率的研究[D]. 宋特.陜西科技大學(xué) 2019
[2]水稻秸稈的低共熔溶劑預(yù)處理及其高值化利用的研究[D]. 邢婉茹.江南大學(xué) 2018
[3]低共熔溶劑分離提取竹柳木質(zhì)素研究[D]. 李騰飛.齊魯工業(yè)大學(xué) 2018
[4]低共熔溶劑分離改性木質(zhì)素及制備酚醛樹脂的研究[D]. 劉鈞.華南理工大學(xué) 2017
[5]玉米秸稈木質(zhì)素提取表征及應(yīng)用研究[D]. 張坤.長春工業(yè)大學(xué) 2015
[6]低共熔離子液體及等離子體活化木質(zhì)素的機理研究[D]. 李珊.南京林業(yè)大學(xué) 2014
[7]離子液體法提取木質(zhì)素的研究[D]. 侯祥.大連工業(yè)大學(xué) 2011
本文編號:3538816
【文章來源】:陜西科技大學(xué)陜西省
【文章頁數(shù)】:72 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-1生物質(zhì)能源化利用??Fig.?1-1?Biomass?Energy?Utilization??
維素組分幾乎沒有溶解性,不同DES對木質(zhì)素的溶解度不同,具體如表1-1所示。??深度共熔溶劑回用??酚類化合物??農(nóng)業(yè)廢棄物Iq?木質(zhì)素組分?1有機碳材料????DKS??????生???)?物?物??工業(yè)廢棄物?*■質(zhì)?*■質(zhì)??????J?i?預(yù)?造紙工業(yè)]??ju?迕?生物燃料??林業(yè)廢棄物I—1?L^纖維素組分1?一?.?.??深??^?纖維材料??度?匕???§?|平臺化合物??.洛????劑??圖1-5?DES在木質(zhì)纖維生物質(zhì)精煉過程中應(yīng)用的簡示圖??Fig.?1-5?Application?of?DES?in?the?refining?of?lignocellulosic?biomass??10??
深度共熔溶劑分離制備生物質(zhì)組分及其熱轉(zhuǎn)化特性的實驗研究??溫度下觀察松木生物質(zhì)原料中木質(zhì)素的溶出規(guī)律,根據(jù)不同的反應(yīng)條件下木質(zhì)素的溶出??規(guī)律進(jìn)而確定后面章節(jié)的試驗樣品。??2.1實驗部分??2.1.1實驗原料和試劑??(1)實驗原料??松木原材料,取自山東亞太森博漿紙有限公司,選擇需要的松木樹干(不包括樹皮、??樹枝和葉子等不需要的部分),橫截面直徑約為20cm,松木原料如圖2-1所示。截好的??松木木塊置于陰涼處風(fēng)干一個月,將風(fēng)干后的松木原料劈成小木片(長度約為2?3cm),??同時將切好的松木木片使用小型粉碎機將其磨成粉末狀,使用自封袋把磨好的松木粉末??置于其中保持密封狀態(tài)平衡水分三天,隨后將原料木粉取出過篩(40?60目),將過篩??好的松木木粉取出少量用于對松木原料的水分測定以及成分分析中,剩余的過篩松木木??粉首先對其使用苯醇混合溶液(苯和乙醇按照2:1的體積比混合)進(jìn)行抽提,然后置于??105°C條件下的烘箱中干燥24h后置于干燥箱中備用_,實驗中用到的松木生物質(zhì)固體粉??末如圖2-2所示,隨后用于DES處理分離提取松木木質(zhì)素的實驗中。??動::1??圖2-1松木風(fēng)干原料?圖2-2松木固體粉末試樣??Fig.?2-1?Pine?wood?air-dried?raw?materials?Fig.?2-2?Pine?solid?powder?sample??(2)實驗試劑??實驗過程中涉及的相關(guān)化學(xué)試劑(氯化膽堿、乳酸等)均為分析純,其中氯化膽堿??購買自購自天津市大茂化學(xué)試劑廠,乳酸、乙醇等相關(guān)化學(xué)試劑均由國藥集團(tuán)化學(xué)試劑??有限公司提供,氯化膽堿在使用前置于干燥箱中干燥保存?zhèn)溆,由于氯化膽堿自身
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]深度共熔溶劑應(yīng)用于松木類木質(zhì)素分離的研究[J]. 張肖肖,婁瑞,董繼先,薛香玉,周寅軒,許慧敏. 陜西科技大學(xué)學(xué)報. 2019(06)
[2]Lignin Interaction with Cellulase during Enzymatic Hydrolysis[J]. Mingfu Li,Qingtong Zhang,Changzhou Chen,Shuangfei Wang,Douyong Min. Paper and Biomaterials. 2019(04)
[3]深度共熔溶劑在生物質(zhì)精煉過程中的應(yīng)用[J]. 張肖肖,婁瑞,董繼先,薛香玉,周寅軒. 紙和造紙. 2019(03)
[4]Application of deep eutectic solvents in biomass pretreatment and conversion[J]. Yu Chen,Tiancheng Mu. Green Energy & Environment. 2019(02)
[5]木質(zhì)素的化學(xué)改性及其在高分子材料中的應(yīng)用[J]. 田靜,楊益琴,宋君龍. 纖維素科學(xué)與技術(shù). 2018(04)
[6]生物質(zhì)熱解影響因素及技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 胡二峰,趙立欣,吳娟,孟海波,姚宗路,叢宏斌,吳雨濃. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報. 2018(14)
[7]膽堿類低共熔溶劑提取分離絲瓜絡(luò)纖維素的研究[J]. 宋艷丹,季新偉,陳玲,洪樞,連海蘭. 中國造紙學(xué)報. 2018(02)
[8]木素抗氧化性的研究現(xiàn)狀及展望[J]. 鄒瑾穎,莊蕾,黃治齊,李明飛. 紙和造紙. 2018(02)
[9]深度共熔溶劑分離提取玉米芯纖維素[J]. 劉洪杰,邢山川,張思思,陸文超,劉少杰. 河北科技大學(xué)學(xué)報. 2017(06)
[10]生物質(zhì)木質(zhì)素分離和結(jié)構(gòu)研究方法進(jìn)展[J]. 文甲龍,陳天影,孫潤倉. 林業(yè)工程學(xué)報. 2017(05)
博士論文
[1]離子液體及低共熔溶劑用于麥秸預(yù)處理的研究[D]. 趙崢.北京化工大學(xué) 2018
[2]基于氯化膽堿低共熔溶劑的木質(zhì)素提取改性和降解研究[D]. 李利芬.東北林業(yè)大學(xué) 2015
碩士論文
[1]催化增強麥草組分乙醇溶劑法分離效率的研究[D]. 宋特.陜西科技大學(xué) 2019
[2]水稻秸稈的低共熔溶劑預(yù)處理及其高值化利用的研究[D]. 邢婉茹.江南大學(xué) 2018
[3]低共熔溶劑分離提取竹柳木質(zhì)素研究[D]. 李騰飛.齊魯工業(yè)大學(xué) 2018
[4]低共熔溶劑分離改性木質(zhì)素及制備酚醛樹脂的研究[D]. 劉鈞.華南理工大學(xué) 2017
[5]玉米秸稈木質(zhì)素提取表征及應(yīng)用研究[D]. 張坤.長春工業(yè)大學(xué) 2015
[6]低共熔離子液體及等離子體活化木質(zhì)素的機理研究[D]. 李珊.南京林業(yè)大學(xué) 2014
[7]離子液體法提取木質(zhì)素的研究[D]. 侯祥.大連工業(yè)大學(xué) 2011
本文編號:3538816
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