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研討甘油提取毛竹木質素及固體酸催化木質素醇解規律-大學生畢業論文
  • 研討甘油提取毛竹木質素及固體酸催化木質素醇解規律-大學生畢業論文
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研討甘油提取毛竹木質素及固體酸催化木質素醇解規律-大學生畢業論文

摘要:隨著全球化石資源缺乏問題的凸顯及人們對環境保護問題的日益重視,在各個行業中開發新型的石油替代品勢在必行。木質素作為自然界唯一的可再生的芳基化合物的非化石資源,得到學術界和工業界的廣泛重視。天然木質素是木質纖維素生物質中的三大天然高分子聚合物材料之一。工業上所指的木質素是造紙制漿的副產物,由于利用技術研發速度跟不上工業發展需要,目前大部分的木質素被直接排放或被當做燃料燒掉,不但浪費了資源還對環境造成嚴重的污染。主要原因之一是現代工業木質素主要為堿木質素和木質素磺酸鹽,這兩種木質素在制備過程中官能團遭到了嚴重的破壞,而且分離純化的難度很大,嚴重的降低了木質素的反應活性和利用價值。溶劑制漿可以獲得天然結構保存較好的高純度木質素。溶劑制漿木素在適當條件下可分解為活性基團含量提高的多種芳香族小分子化合物,成為可以替代石油化工產品的可再生綠色化學品。作為蓬勃發展的生物柴油產業的聯產品,甘油是可再生的廉價綠色化工原料,甘油是反應活性高的高沸醇,可以在常壓下實現制漿。但是對甘油溶劑制漿的工藝以及木素利用的研究還需要得到加強。本文研究了常壓甘油蒸煮法制備木質素的條件;考察了木質素在不同的醇類中的醇解效果。在三種綠色環保的固體酸催化劑中篩選出一種適合工業大規模生產的固體酸催化劑,并將管式反應器應用于木質素的醇解過程中,試圖為基于溶劑制漿木質素化學品的綠色制造提供了新的方向。研究取得的結果如下:1、根據甘油常壓蒸煮法制備木質素的試驗條件的單因素試驗結果,設計正交試驗,確定最優的甘油木質素制備條件。試驗結果表明,當蒸煮溫度為270℃,蒸煮時間3h,固液比為1:14,催化劑(硫酸)用量為木質纖維素質量的0.1%時木質素的得率最高,可以達到20.6%。2、對甘油木質素的理化性質進行分析表明,甘油木質素酚羥基含量3.04%,總羥基含量為13.01%,醇羥基含量為9.97%,優于其他類型的工業木質素。通過紫外掃描圖譜和紅外掃描圖譜分析顯示,甘油木質素化學結構與磨木木質素的化學結構十分相似。甘油木質素中含有的小分子物質含量為6.2%,數均分子量為665.5。3、分別考察了乙醇、正戊醇、正辛醇、乙醇正辛醇混合液(1:1,v/v)和乙醇正辛醇苯酚混合液(1:1:1,v/v)等不同的醇解劑對甘油木質素的醇解作用。測定了不同醇解液中木質素的酚羥基和總羥基含量,在五種不同的醇解劑中的,正戊醇醇解液中總羥基和酚羥基含量變化最為明顯,分別為0.082mol/L和0.024mol/L,含量增加了25.6%和54.1%。五種醇解液中含有的小分子物質分別為9.2%、8.6%、4.5%、8.9%、8.5%,分子量分別為643.2、197.7、114.1、629.5、635.2。分離醇解液中含有的醇解物,進行紅外圖譜和紫外圖譜掃描,研究發現木質素醇解過程中愈創木基首先被醇解出來,而紫丁香基則不易醇解。醇解液的GC-MS分析表明,在不同的醇解產物中都檢測到了酚類,并且在醇解的過程中木質素的支鏈上的碳鏈發生了斷裂并異構化。4、以正戊醇作為醇解劑,以醇解液的酚羥基含量為催化指標,分別對固體酸SiO2-Al2O3、WO3-ZrO2、Fe3O4-Al2O3催化劑進行試驗篩選。以SiO2-Al2O3、 WO3-ZrO2、Fe3O4-Al2O3催化所得的醇解液酚羥基最高分別增加101.7%、104%、90.2%,表明WO3-ZrO2和SiO2-Al2O3的催化效果相仿,而Fe3O4-Al2O3的催化效果明顯低于前二者,由于W、Zr元素價格昂貴,所以最終選擇用SiO2-Al2O3固體酸作為深入研究的對象,探討了S
  • 文章片段:劑,以醇解液的酚羥基含量為催化指標,分別對固體酸SiO2-Al2O3、WO3-ZrO2、Fe3O4-Al2O3催化劑進行試驗篩選。以SiO2-Al2O3、 WO3-ZrO2、Fe3O4-Al2O3催化所得的醇解液酚羥基最高分別增加101.7%、104%、90.2%,表明WO3-ZrO2和SiO2-Al2O3的催化效果相仿,而Fe3O4-Al2O3的催化效果明顯低于前二者,由于W、Zr元素價格昂貴,所以最終選擇
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