鑒于制漿黑液中的堿木素具有多分散性較大、分子不均一的特點，為有效提高技術(shù)木素產(chǎn)品的整體性能，長期以來采用先級分木素、后在均相體系中反應的方法，對堿木素進行化學改性，但此法存在木素利用率低產(chǎn)品難從反應相中分出的缺陷。為真正高效利用堿木素，本論文根據(jù)我國實情，緊緊圍繞著麥草堿木素兩步磺甲基化(第一步為羥甲基化，第二步為磺化)及其應用這一主題，以開發(fā)出在反應過程中既可催化反應又能使木素分子均一化的多相催化體系為主要目標，系統(tǒng)地展開了研究。 本文在麥草堿木素級分的化學特性研究基礎上，提出了設計及制備固體堿(沸石)催化劑的方法，探索并確立了多相催化羥甲基化反應這一嶄新技術(shù)路線，并通過對此工藝條件下所得的羥甲基化木素產(chǎn)品的分析，提出了沸石催化劑的催化作用機理。為進一步深化對此催化機理的理解及為未來的工業(yè)放大實驗作準備，還進行了羥甲基化反應的宏觀動力學研究。最后，對羥甲基化麥草堿木素的磺化及其在石油回收中的應用亦進行了探討。 麥草堿木素級分的研究結(jié)果表明，各種功能基如酚羥基、甲氧基、羰基等隨級分分子量存在一定的規(guī)律性，但結(jié)合木素各級分的結(jié)構(gòu)單元比例的分析結(jié)果，可歸結(jié)為木素進行分級分離主要有利于提高未來改性產(chǎn)品的整體性能。由此說明在改性反應過程中，改變反應體系，利用多相催化反應過程來解決木素的不均一性是可行的。 根據(jù)沸石催化劑的設計原理，說明利用其特定孔道內(nèi)的活性中心，可實現(xiàn)反應分子的擇形催化過程，從而達到改變已知化學反應的途徑及產(chǎn)物選擇性的目的。在此基礎上合成出了適合木素羥甲基化反應的沸石催化劑，其化學組成通式為(1～5)M_(2／n)：Al_2O_3：(1～10)SiO_2：(0～10)H_2O(M指一種可交換的陽離子，n為陽離子的價數(shù))，孔徑在3～13(?)間。 多相羥甲基化正交試驗得出較優(yōu)反應條件為：溫度80℃、時間240min、沸石催化劑用量1wt％。此外，由反應產(chǎn)品具有類似西瓜的清香味及熔程在80～120℃間可知，多相催化反應效果是明顯且獨特的。 對羥甲基化木素的化學特性研究表明，沸石催化產(chǎn)品具有酚羥基增多、均一性提高以及平均分子量顯著下降的特點，但與均相催化產(chǎn)品的總體結(jié)構(gòu)差異不大，說明沸石催化劑不僅具有催化功能，還具有一定的斷鍵功能。其催化作用原理則主要體現(xiàn)為電子效應和幾何效應兩方面。 均相羥甲基化的動力學研究表明，木素與甲醛反應為二級反應，其活化能
【學位單位】：華南理工大學
【學位級別】：博士
【學位年份】：1998
【中圖分類】：X793;TE39
【部分圖文】：

通過UV光譜的最大吸收峰位的差異，可判斷出木素中可能的官能團變化。對麥草堿木素及其級分的連續(xù)紫外吸收的測定范圍定為200~350unl，測試結(jié)果列為圖3。由圖可知，麥草堿木素級分UV譜的最大特征吸收峰位隨級分分子量的增加而體現(xiàn)出些許的藍移，說明活化木素中苯環(huán)的功能基含量減少，即酚輕基、甲氧基隨級分分子量的升高而下降，這與化學法及’H一NMR所得的測試結(jié)果一致。而在316unl處的吸收峰幾乎消失，表明堿木素中的醋鍵很少，一定程度上反映了降解木素主要為醚鍵聯(lián)結(jié)。.24紅外光譜分析麥草堿木素的紅外光譜及各吸收峰分類說明見表6sl’l及圖4。表6麥草堿木素紅外光譜吸收峰說明33340555OH伸縮縮22292333甲基、亞甲基伸縮縮22285000甲基、亞甲基伸縮縮11172555非共扼酮的C=O伸縮縮11165000共轆酮的C=O伸縮縮

反映了降解木素主要為醚鍵聯(lián)結(jié)。.24紅外光譜分析麥草堿木素的紅外光譜及各吸收峰分類說明見表6sl’l及圖4。表6麥草堿木素紅外光譜吸收峰說明33340555OH伸縮縮22292333甲基、亞甲基伸縮縮22285000甲基、亞甲基伸縮縮11172555非共扼酮的C=O伸縮縮11165000共轆酮的C=O伸縮縮11159666芳環(huán)骨架振動動11150333芳環(huán)骨架振動動11146000芳環(huán)甲基振動動11142000芳環(huán)、甲氧基的C一O一C伸縮縮11132555S環(huán)帶C=O的伸縮縮11126555G環(huán)帶C=O的伸縮縮11122000苯環(huán)(苯酚)C一O的伸縮縮11115333G型芳環(huán)C一H的面內(nèi)變形形11112000S型芳環(huán)C一H的面內(nèi)變形形11102000G型芳環(huán)C一H的面內(nèi)變形形8884000芳環(huán)C一H的面外變形形一26一

麥草堿木素的IH一MR譜
【共引文獻】

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本文編號：2837457