SrTi_xFe_(1-x)O_3选择性催化热解木质素制备酚类化合物

以SrTi_xFe_(1-x)O_3钙钛矿为催化剂,对其选择性催化热解木质素制备芳香基酚类化合物进行了研究。分别采用XRD、SEM、TG和FT-IR方法对钙钛矿结构催化剂的类型、结构、形貌、热性能进行了分析测试,并采用固定床反应器对SrTi_xFe_(1-x)O_3催化剂的催化性能进行评价。实验表明:固相法制备的钙钛矿结构催化剂能够在木质素催化热解过程中,提供活性晶格氧,提高催化活性。当反应温度为700℃时,按m(钙钛矿催化剂)∶m(木质素)=1∶1均匀混合进行木质素催化热解时,其液相产物产率可达16.75%,其中酚类产物包括苯酚、愈创木酚、和紫丁香酚和对苯二酚,其总选择性为86.1%。     

酞菁铁的固相法合成及表征

采用苯酐固相法合成酞菁铁,并用IR、UV-VIS和TG对产物进行测试和表征,证明所得产物为目标产物。考察了反应温度、原料配比、催化剂用量对酞菁铁产率的影响,结果表明,固相法合成的适宜条件为:苯酐/尿素的物料比1∶5,反应温度240℃,催化剂含量2%。此条件下酞菁铁的产率可以达到56.8%。     

玉米芯酶解残渣制备混凝土减水剂的工艺研究

利用碱性亚硫酸钠对玉米芯制备生物乙醇的酶水解残渣进行磺化改性研究,获得了性能良好的木质素磺酸盐,用作混凝土减水剂。结果表明,碱性亚硫酸盐法分离木质素的适宜工艺条件为:总用碱量(按Na2O计)14%,蒸煮温度155℃,保温时间3～3.5 h,亚硫酸化度85%。在此工艺条件下木质素磺酸盐得率为51.39%,在掺量为0.35%(以固形物计)时,产品的水泥净浆流动度可达到112 mm,1%溶液表面张力为46.4 mN/m,产品磺酸基含量为1.89 mmol/g。     

超/亚临界水中聚对苯二甲酸乙二醇酯的解聚

采用间歇式高压反应装置研究了聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)在超/亚临界水中的解聚,考察了投料比、反应温度及反应时间对PET解聚率及主产物对苯二甲酸(TPA)和乙二醇(EG)产率的影响.固相产物采用傅里叶红外光谱(FT-IR)、液相色谱(HPLC)进行分析,液相产物采用气相色谱(GC)和气-质联谱(GC-MS)进行分析....     

固体碱氧化物催化解聚木质素磺酸钙制取酚类化合物的研究

木质素磺酸钙(CLS)催化转变制取化学品是实现CLS资源化和高值化利用的重要途径。利用水热合成法制备MgO、NiO、Fe_2O_3、MgFeO_x、NiFeO_x和NiMgFeO_x,并对其进行晶相和结构分析,在水热反应体系中评价了其对CLS的催化解聚性能。结果表明,NiMgFeO_x比表面积最大,为81.72m~2/g;在NiMgFeO_x催化解聚CLS过程中,存在金属活性中心和固体碱中心的协同催化作用,液相产物总收率为75.82%,其中酚类化合物收率可达59.59%,主要为苯酚类、愈创木酚类和紫丁香酚类化合物。     

Ni-P/HZSM-5催化木质素降解制备酚类化学品

采用Ni-P复合改性HZSM-5催化剂催化木质素降解制备高附加值的单酚类化学品，探讨了催化剂种类、金属负载量、反应温度、反应时间以及溶剂种类对木质素催化降解制备酚类化合物的影响。同时采用X射线衍射仪（XRD）、比表面积和孔径分析仪（BET）、化学吸附仪（NH₃-TPD）、热重分析仪（TG）以及气相色谱质谱联用仪（GC/MS）对催化剂以及液相产物进行分析表征，同时探讨其催化失活以及再生机制。结果表明：Ni、P高度分散在HZSM-5催化剂的表面，Ni的添加有效地弱化了C－C键，致使β-O-4和α-O-4发生断裂，有效地提高了木质素加氢解聚的活性，减少了焦炭的生成，但催化剂的再生水热稳定性较差，重复使用性较低。当采用甲醇为供氢试剂，在反应温度为220℃，氢气压力为2MPa，反应时间为8h，催化剂负载量为10%，NaOH为共催化剂时，其木质素的转化率为98.6%，酚类化合物的含量达到74.97%。产物以苯酚、愈创木酚和紫丁香酚为主，低温促进了紫丁香酚的产生。     

聚丙烯/易水解聚酯共混纤维的碱处理

讨论了易水解聚酯(EHDPET)的水解机理,考察了温度、碱浓度、相容剂含量、共混比例以及甲醇钠等因素对PP/EHDPET 共混体系碱水解过程的影响。同时利用电子显微镜(SEM )观察了碱处理过程中共混纤维表面形态的变化。结果表明,提高反应温度、碱浓度、EHDPET 用量,减少相容剂添加量,均可提高碱水解速率,增加碱减率     

室温固相合成乙酰丙酮镍

以无机镍盐、固体碱、乙酰丙酮为原料,在室温无溶剂下采用固相研磨的方法合成乙酰丙酮镍。考察了镍盐、固体碱的种类、乙酰丙酮的物质的量对产率的影响。采用红外、热重对目标产物进行表征,结果与标准谱图基本一致。结果表明,硝酸镍、固体NaOH、乙酰丙酮按1∶4∶2物质的量比,在室温下研磨15 min所得产率最高,产率为85%。高于传统液相法产率的17%。     

温度对二氧化碳酸析提取黑液中木质素的影响

以碱法制浆的松木黑液为原料,用二氧化碳酸化黑液提取其中的木质素,考察了反应温度(40~80℃)对酸析木质素产率及其无机盐和糖分等含量的影响,采用凝胶渗透色谱(GPC)、离子色谱仪(IC)、元素分析仪和热重分析仪(TG)对木质素产物进行结构表征。结果表明,温度升高不利于木质素析出,产率下降;但较高温度下制备的木质素中无机盐、糖分及硫含量低,纯度高;同时温度越高,木质素相对分子质量越大,甲氧基含量增大,但酚羟基含量减小。TG和DTG曲线显示,反应温度升高木质素最大失重速率增加,残余量减少。     

固相法合成乙酰丙酮镧

以无机镧盐、固体碱、乙酰丙酮(Hacac)为原料,在室温下无溶剂固相研磨合成乙酰丙酮镧。考察了碱的种类,乙酰丙酮的量,NaOH的量,以及研磨时间对产率的影响。采用红外、热重及X射线衍射对目标产物进行了表征,结果与标准谱图基本一致。实验结果表明LaCl3.6H2O 10mmol,Hacac 40mmol,NaOH 30mmol,室温下研磨1 h所得乙酰丙酮镧的产率达97.48%,高出经典液相法8.48个百分点。     

反应温度对木质生物质醇解产物分布和反应过程的影响

在密闭不锈钢反应釜中以酸化的正辛醇作溶剂,考察了木质生物质在90~210℃范围内的醇解反应过程. 结果表明,生物质液化率在130℃达到最大值83%,110℃低温下液化产物中的轻质油产率超过82%,而重质油产率仅有0.11%,随反应温度升高,轻质油产率逐渐降低,重质油产率却逐渐增大,170℃达最大值12%. 轻质油主要由乙酸正辛酯、己酸-4-辛酯、5-甲基糠醛、二辛醚和未反应的正辛醇溶剂组成,重质油是含羟基、甲氧基、羰基和醚键等多种含氧官能团的芳烃或酚类化合物. 正辛醇溶剂与纤维素/半纤维素浓酸水解所得乙酸发生酯化反应促进了生物质液化,纤维素/半纤维素降解所得醛类与木质素降解所得酚类化合物发生二次缩聚反应,降低了生物质液化率.     

改性木质素磺酸盐GCL2-D1的缓蚀机理

采用凝胶渗透色谱、化学滴定法、紫外差示光谱法、环境扫描电镜、交流阻抗谱、俄歇能谱等方法研究了改性前后木质素磺酸盐的结构特征和缓蚀性能,揭示了缓蚀作用机理。改性后木质素磺酸盐的分子量从11048提高到29381,磺酸基含量从9.04%提高到11.2%,羧基含量从5.81%提高到15.84%,在溶液中的构型由球状变为直链状,在金属表面吸附膜层S、Ca、C含量均增加,表明改性木质素磺酸盐在金属表面吸附点增多,吸附量增大。电化学测试结果表明改性木质素磺酸盐（简称GCL2-D1）属于混合抑制型缓蚀剂,腐蚀介质中掺加100 mg•L^-1GCL2-D1能使腐蚀过程电荷传递电阻从564 Ω增加至20680 Ω,金属/溶液界面电容从2.84 mF降低至0.041 mF,说明改性后的木质素磺酸盐能够在金属表面形成致密的膜层,从而抑制金属腐蚀。     

秸秆中木质素对其超低酸水解过程的影响

以湖北稻草秸秆为研究对象,研究了超低酸水解木质纤维素的适宜条件,测定了适宜条件下的超低酸法水解15种不同种类秸秆的纤维素及半纤维素的转化率、还原糖得率及结晶度的变化。实验结果表明:秸秆投料量3 g、硫酸投料量45 mL(硫酸质量分数0.05%)、搅拌转速500 r/min、反应温度210 ℃、反应时间10 min为适宜的水解条件。对15种不同种类秸秆的水解结果统计得到,随着秸秆中木质素含量的增大,纤维素和半纤维素的转化率都逐渐降低,还原糖得率逐渐降低;通过SEM和X衍射分析水解前后的木质纤维素结构,得到了木质素影响水解过程的方式:1)木质素含量越大,纤维素的结晶度越大,纤维素的非晶化越困难,从而影响了纤维素的水解;2)原木质素不溶于反应体系且在酸性条件下相对稳定,富木质素层的木质素阻碍反应物与产物扩散,使富木质素层内的纤维素、半纤维素水解速率降低;3)木质素含量越高,木质纤维素的富木质素层越厚、强度越大,水解时难以从颗粒表面脱落,进一步降低水解速率。     

水热合成纳微尺度Co3O4及其催化解聚木质素磺酸钙性能研究

通过水热合成法制备了一系列Co₃O₄晶体,利用X射线衍射、扫描电子显微镜以及N₂物理吸附仪等对合成Co₃O₄产物的晶相、形貌以及孔结构参数进行表征,并对其解聚木质素磺酸钙的催化性能进行评价。结果表明,当Co（NO₃）₂为钴源、Co（Ⅱ）初始浓度为0.4 mol/L、NaOH为沉淀剂、反应体系pH为9、晶化温度为220℃、时间为12 h时,合成的Co₃O₄产率为82.3%,结晶度为98.47%,且晶粒呈规则的立方体结构,粒径约为80～90 nm,孔容为0.059 cm³/g。当催化解聚反应温度为260℃、反应时间为5 h、m（CLS）∶m（Co₃O₄）=2∶1、体系中乙醇体积分数为40%时,液相收率高达58.44%;其中酚类化合物选择性高达55.81%（紫丁香酚类为32.37%,愈创木酚类为7.9%,苯酚类为15.54%）。     

植物油脂裂解催化剂的合成及其催化性能研究

选用典型的高含油光皮树果实,采用等体积浸渍法制备固体碱催化剂KF/CaO催化裂解制备生物燃料油,并通过FTIR、XRD、SEM、CO2-TPD等对催化剂进行表征。对催化裂解后气相产率、液体油产率和固相产率的变化来验证催化剂的催化性能,考察催化剂用量、裂解反应时间和裂解反应温度对产物产率的影响。实验结果表明,在催化剂用量1.2%、反应温度500℃、反应时间为45min的条件下,实测生物燃料油产率可以达到82.56%。     

蔗渣木质素在NaOH/H_2O_2体系下的催化解聚研究

针对木质素复杂的化学结构、反应活性低及难溶于普通溶剂的缺点,以NaOH/H_2O_2为溶剂体系对蔗渣木质素(BL)进行催化解聚,完成了适合于该催化体系的催化剂开发,并考察了反应温度及BL初始质量分数等条件对木质素液化率及液化产物组成的影响。利用FT-IR及GC-MS对液化产物或残余物进行表征。结果表明,优化后的解聚条件为:ZnCl_2/FeCl_3为催化剂、反应温度为260℃、反应时间为60 min、催化剂与BL的质量比为0.15、木质素的质量分数为2%,该条件下BL的液化率为(79.02±2.24)%。BL催化解聚方式主要是C—O键的断裂,液化产物由单取代和双取代酚类化合物组成,主要包括4-乙基苯酚、2-甲氧基-4-乙基苯酚和4-烯丙基-2,6-二甲氧基苯酚等。     

酶解秸秆残渣中木质素的提取、表征和应用

采用碱性乙醇法从酶解玉米秸秆残渣原料中提取木质素，考察了乙醇浓度、温度、固液比和碱浓度对木质素提取率的影响；对提取的木质素进行了FTIR、13C NMR及1H NMR等表征，并探索了木质素部分替代聚己内酯二醇用于聚氨酯薄膜的合成及降解性能研究。研究发现，在50%乙醇浓度、200℃、m(固)∶m(液)=1∶20和0.5% NaOH浓度条件下，提取产物中木质素含量为94.1%，木质素提取率达到93.5%；产物的羟基含量为66.5 mg KOH/g，当用其添加27%质量分数的聚己内酯二醇制备聚氨酯薄膜时，薄膜的拉伸强度为24.0 MPa，断裂伸长率为224%，降解率为3.3%；进一步，添加适量葡萄糖提高聚氨酯薄膜的降解性能和耐水性能，降低薄膜透气性，葡萄糖添加量为3%时薄膜60天内的降解率能达到11%。     

胜利褐煤超临界乙醇脱氧实验研究

为有效脱除褐煤中含氧官能团,采用超临界乙醇工艺处理胜利褐煤,研究温度、停留时间和醇煤质量比对胜利褐煤脱氧效果的影响,并利用FT-IR和GC/MS对固液相产物进行表征。结果表明,胜利褐煤超临界乙醇脱氧的最佳工艺条件为:温度270℃,停留时间90 min,醇煤质量比5∶1,此时煤样总氧含量为9.29%,脱氧率为61.40%,固相产率为89.62%。在220℃得到的液相产物中,80%左右为芳香族类化合物,酚类和酯类含氧化合物体积分数低于5%,其他含氧类化合物11.29%。270℃得到的液相产率中芳香族类化合物体积分数降低31.69%,含氧类化合物体积分数增加2.81%,酚类和酯类含氧化合物增至35%左右。褐煤经超临界醇解后,乙醇与煤分子作用发生了醚氧桥键的断裂反应,煤分子发生了脱羧反应,液相产物中含有大量酚类(主要为苯酚及其取代物)和酯类(主要为乙酯类)。     

La掺杂CaMnO3的合成及其对木质素热解的催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了一系列La掺杂的锰酸钙(Ca_(1-x)La_xMnO_3),探究了La掺杂量、前驱体pH值、焙烧气氛以及焙烧温度对Ca_(1-x)La_xMnO_3合成的影响。通过XRD、SEM、TG、BET等手段对钙钛矿样品进行了表征分析,其适宜的合成工艺参数为La掺杂量x=0.5、前驱体pH=8、空气气氛、t=800℃焙烧6 h,该条件下合成的锰酸钙镧氧化物呈立方钙钛矿相,疏松多孔,比表面积为22.65 m~2/g。在t=650℃、氮气气氛、m(木质素)∶m(钙钛矿)=3∶1的条件下进行催化热解木质素评价,液体产物收率达22.63%,用GC-MS对液相产物进行定性和定量分析,产物主要由苯酚、愈创木酚、紫丁香酚、苯醚类和苯酮类组成,酚类化合物的选择性为63%,比木质素单独热解产物中酚类化合物选择性提高了21%,Ca_(0.5)La_(0.5)MnO_3经过4次热解-再生循环反应后仍具有较高的活性与稳定性。     

PTA法易水解聚酯的合成及水解性能

用精对苯二甲酸法合成了一系列易水解聚酯(EHDPET)，重点考察了共聚酯的化学结构和碱水解过程中各工艺条件对其水解性能的影响，并对EHDPET的碱水解动力学进行了初步探讨。结果表明，提高间苯二甲酸乙二酯—5—磺酸钠、第四单体等各组分含量及添加助剂可提高减量率；加大碱浓度、提高温度及延长水解时间均可加快碱水解速率。