木質(zhì)素是自然界中唯一具備高價值芳香族單體的可再生資源,具有巨大的經(jīng)濟價值。然而,由于其特殊的空間結(jié)構(gòu)和復(fù)雜而穩(wěn)定的連接鍵,木質(zhì)素是生物質(zhì)三大組分中最難以被高值化利用的組分。液相催化解聚技術(shù)可將木質(zhì)素轉(zhuǎn)化為高品質(zhì)的單酚類化合物,但該技術(shù)目前還存在著許多關(guān)鍵科學(xué)問題沒有解決,如木質(zhì)素結(jié)構(gòu)與其解聚效果的具體關(guān)系仍不明確、解聚不充分、產(chǎn)物選擇性較差等,解決以上問題對實現(xiàn)生物質(zhì)的全組分高值化利用有重要意義。本文從"結(jié)構(gòu)與解聚效果"的角度出發(fā),首先獲得了一系列木質(zhì)素的結(jié)構(gòu)信息;然后重點針對含量最豐富的β-O-4連接鍵,運用多種催化體系,在相對溫和條件下實現(xiàn)了木質(zhì)素的一步深度解聚定向制備單酚類化合物;最后獲得了結(jié)構(gòu)與解聚效果之間的定量關(guān)系。采用現(xiàn)代化表征手段對八種木質(zhì)素的元素組成、官能團分布、三種單體比例以及連接鍵含量進行了解析,并初步探究了黑液木質(zhì)素在亞臨界水中的無催化解聚行為。結(jié)果表明:相對于針葉木質(zhì)素和草本木質(zhì)素,闊葉木質(zhì)素中的碳含量略低（58.63-61.07%）,含有更多的甲氧基和紫丁香基結(jié)構(gòu)單元;闊葉木木質(zhì)素中的連接鍵含量普遍比禾本科植物木質(zhì)素和針葉木木質(zhì)素中高,樺木木質(zhì)素中的β-0-4連...

【文章頁數(shù)】：137 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 木質(zhì)素概述
        1.2.1 木質(zhì)素化學(xué)結(jié)構(gòu)
        1.2.2 木質(zhì)素的制備
    1.3 木質(zhì)素轉(zhuǎn)化方法
    1.4 木質(zhì)素液相催化解聚研究進展
        1.4.1 木質(zhì)素酸催化解聚
        1.4.2 木質(zhì)素堿催化解聚
        1.4.3 木質(zhì)素催化氧化解聚
        1.4.4 木質(zhì)素催化氫化解聚
    1.5 木質(zhì)素解聚的影響因素
        1.5.1 木質(zhì)素結(jié)構(gòu)
        1.5.2 反應(yīng)溫度及時間
        1.5.3 反應(yīng)介質(zhì)
    1.6 木質(zhì)素液相催化解聚研究中存在的問題
    1.7 課題的研究目的、思路及內(nèi)容
    1.8 本章小結(jié)
第二章 木質(zhì)素的結(jié)構(gòu)解析及其解聚初探
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 實驗材料
        2.2.2 實驗裝置及步驟
        2.2.3 木質(zhì)素及解聚產(chǎn)物的表征
    2.3 木質(zhì)素的結(jié)構(gòu)解析
        2.3.1 木質(zhì)素的宏觀形貌
        2.3.2 木質(zhì)素的元素分析
        2.3.3 木質(zhì)素的FTIR分析
        2.3.4 木質(zhì)素的HSQC分析
    2.4 黑液木質(zhì)素在亞臨界水溶劑中的無催化解聚研究
        2.4.1 黑液木質(zhì)素解聚的產(chǎn)物產(chǎn)率
        2.4.2 黑液木質(zhì)素解聚單酚產(chǎn)物分布
        2.4.3 黑液木質(zhì)素解聚固體產(chǎn)物的理化特性
        2.4.4 木質(zhì)素在亞臨界水中的反應(yīng)機理
    2.5 本章小結(jié)
第三章 木質(zhì)素二聚體模型化合物的C-O斷鍵研究
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 實驗材料
        3.2.2 催化劑的制備及其表征
        3.2.3 實驗裝置及步驟
        3.2.4 計算方法
    3.3 二聚體模型化合物的原位氫化C-O斷鍵研究
        3.3.1 催化劑的表征
        3.3.2 β-O-4模型化合物中的原位氫化C-O斷鍵
        3.3.3 其他二聚體模型化合物中的原位氫化C-O斷鍵
        3.3.4 原位氫化C-O斷鍵中的反應(yīng)途徑及反應(yīng)機理
    3.4 二聚體模型化合物的酸催化C-O斷鍵研究
        3.4.1 β-O-4模型化合物中的酸催化C-O斷鍵
        3.4.2 β-O-4模型化合物中的C-O協(xié)同催化斷鍵
        3.4.3 其他二聚體模型化合物中的酸催化C-O斷鍵
        3.4.4 酸催化C-O斷鍵中的反應(yīng)機理
    3.5 本章小結(jié)
第四章 木質(zhì)素的原位氫化解聚研究
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 實驗材料
        4.2.2 實驗裝置及步驟
        4.2.3 解聚產(chǎn)物的表征
    4.3 酸溶樺木木質(zhì)素的原位氫化解聚研究
        4.3.1 反應(yīng)氣氛的影響
        4.3.2 反應(yīng)溫度的影響
        4.3.3 反應(yīng)時間的影響
        4.3.4 解聚產(chǎn)物的其他分析
        4.3.5 回收催化劑的表征及循環(huán)使用
    4.4 不同木質(zhì)素的原位氫化解聚研究
    4.5 木質(zhì)素原位氫化解聚途徑
    4.6 木質(zhì)素結(jié)構(gòu)與其解聚產(chǎn)物產(chǎn)率之間的定量關(guān)系
    4.7 本章小結(jié)
第五章 木質(zhì)素的酸催化解聚研究
    5.1 引言
    5.2 實驗部分
        5.2.1 實驗材料
        5.2.2 實驗裝置及步驟
        5.2.3 解聚產(chǎn)物的表征
    5.3 酸溶樺木木質(zhì)素的酸催化解聚研究
        5.3.1 溶劑體系的影響
        5.3.2 反應(yīng)溫度的影響
        5.3.3 反應(yīng)時間的影響
        5.3.4 解聚產(chǎn)物的¹³C NMR分析
    5.4 不同木質(zhì)素的酸催化解聚研究
    5.5 木質(zhì)素酸催化解聚機理
    5.6 木質(zhì)素解聚產(chǎn)物類型與解聚方式之間的關(guān)系
    5.7 本章小結(jié)
第六章 全文總結(jié)及展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 論文創(chuàng)新點
    6.3 研究展望
致謝
參考文獻
附錄
作者簡歷
攻讀博士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)成果



本文編號：4048340