不同体系对木素解聚产物分布影响
木素是一种无定形的、广泛存在于木本植物中的芳香族高分子聚合物,其分子结构中含苯基丙烷及其衍生物结构,是几乎所有陆地植物细胞壁的主要成分.在造纸生产过程中大多是通过燃烧方式来处理蒸煮废液中的木素并回收其热量,用来产生蒸汽并发电,造成极大的资源浪费.而木素又是是自然界再生植物中唯一含有苯环的物质.因此,开展对木素解聚成芳香族平台分子并开发利用在某种程度上可以替代化石资源,这对减少对石油的依存将具有重要的现实和深远意义.近年来,对木素催化解聚的研究越来越多.在众多的研究中,超临界解聚被认为是生产生物油和生物化学品的一种高效的解聚技术.通过加入不同催化剂,完成对木素的定向解聚.本论文在以下三个方面开展了研究工作:(1)对不同镍掺杂量的类水滑石催化剂及不同硅铝比的ZSM-5型分子筛催化剂进行了制备.(2)制备杨木乙醇制浆木素.(3)不同催化体系下对杨木乙醇制浆木素超临界催化解聚产物的影响.实验结果表明:(1)反应体系中水和甲酸共同作用有利于提高产物中苯酚所占的比率,解聚产物的分子量较小,甲酸在反应中起到封端剂的作用,不易发生重聚反应.(2)当n(Ni2+)/n(Mg2+)=1/4时,镍镁铝类水滑石催化剂的比表面积最大;当n(Ni2+)/n(Mg2+)>1/4时,水滑石结构遭到破坏.随着n(Ni2+)/n(Mg2+)的增加,木素解聚产物中总酚产率基本呈现上升的趋势,特别是在Ni1/4MgAl条件下总酚含量最多,且该条件下对羟苯基型产物比率最高,脱氧能力最强.(3)随着硅铝比的增加,ZSM-5分子筛生长变大,比表面积先增大后减小,木素解聚产物总酚产率呈现先升高后降低的趋势,在硅铝比等于350时比表面积最大,总酚含量最多且催化剂的脱甲氧基作用最为明显.(4)Lewis酸和Bronsted酸对于木素催化解聚的贡献不一致.Lewis酸对于木素解聚的产率具有重要作用,是木素催化的活性中心.Bronsted酸中的游离氢对苯环上的甲氧基进行加氢脱氧反应,对脱甲氧基反应起重要作用,且能有效抑制重聚反应的发生.Al在催化剂中的存在形式直接影响了木素的解聚程度.
- 作者：
- 王荣海
- 学位授予单位：
- 大连工业大学
- 专业名称：
- 环境科学与工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2017年
- 导师姓名：
- 周景辉
- 中图分类号：
- O636.2
- 关键词：
- 木素；超临界；解聚；类水滑石；分子筛
- lignin； supercritical； depolymerization； hydrotalcite-like； ZSM-5