钯/炭催化剂对碱木质素还原反应的催化作用

采用甲醛还原法制备钯/炭(Pd/C)催化剂,考察了以Pd/C为催化剂,以环己烯为氢给予体的催化体系对麦秆碱木质素还原反应的催化作用,用化学法对反应前后碱木质素官能团进行了定量测定,用FTIR、UV和1H NMR光谱对木质素化学结构进行了分析.结果表明,Pd/C催化剂对碱木质素还原反应具有较高的催化活性,碱木质素总羟基含量增加了46.95%,酚羟基含量增加了33.74%,醇羟基含量增加了63.93%;甲氧基含量降低了17.73%,羧基含量降低了53.41%,总酸性基变化不大,木质素的苯环结构稳定,活性官能团增加,反应活性提高,PdC催化剂对木质素还原活化反应具有良好的催化作用.     

Pd/C催化下碱木质素与环己烯的还原反应

以钯/炭(Pd/C)为催化剂,以环己烯为氢给予体与麦秆碱木质素进行还原反应,分析了不同因素对反应过程的影响,通过正交实验优化了反应参数,用化学法对反应前后碱木质素官能团进行了定量测定,实验结果表明,最佳的Pd/C催化、环己烯还原法活化碱木质素的反应条件为:pH值10,催化剂质量分数7%,反应时间1.5h,碱木质素与环己烯质量比1:4.1,反应后碱木质素的总羟基含量为13.45%,增加了104.72%;羧基含量为1.60%,降低了39.39%;羰基2.96%,降低了50.99%.凝胶渗透色谱(GPC)分析表明,对于反应前后的碱木质素,其相对分子质量主要在1000～10000之间,所占比例分别为63.23%、84.66%,经Pd/C催化还原后碱木质素的多分散系数变小.     

钯/炭(Pd/C)催化氢还原碱木质素的抗氧化性能

以工业碱木质素为原料,采用购买和自制两种钯/炭(Pd/C)为催化剂,氢气为还原剂,在高压条件下对其进行还原反应,提高碱木质素的活性,并对其反应前后化学成分和抗氧化性能进行分析。结果表明:经过两种催化剂高压催化活化后,购买催化剂还原碱木质素醇羟基含量为5.01%,酚羟基含量为3.64%。自制催化剂还原碱木质素醇羟基含量为5.35%,酚羟基含量为3.82%。自制Pd/C催化剂催化体系的催化效果优于购买Pd/C催化剂;在抗氧化性能分析实验中,碱木质素原料及两种被还原碱木质素在质量浓度范围为0.025～0.6mg/mL内对DPPH自由基和.OH均有较强的清除能力,且随着木质素质量浓度的增加,清除率逐渐增加,还原力也增强,两种被还原碱木质素DPPH自由基最大清除率分别达到80.91%和82.43%;.OH最大清除率分别达到23.12%和26.21%。     

Pd/C催化下碱木质素的高压加氢反应

为了提高碱木质素的反应活性,探讨了高压条件下,以Pd/C为催化剂,氢气对碱木质素的加氢反应。研究结果表明:在催化剂的负载量3%、用量10%,温度100℃,时间4 h,氢气压力3 MPa的条件下,反应后碱木质素的总羟基、醇羟基和酚羟基含量分别为15.69%、11.45%、4.24%,较反应前分别提高了158.1%、310.4%、28.9%。1H-NMR分析显示,代表羰基和羧基的质子吸收减少,而代表酚羟基和醇羟基的质子吸收增加。GPC分析表明,碱木质素结构单元间的缩合减少,质均分子质量和数均分子质量在反应后都有所下降,碱木质素的多分散性增大。元素分析显示,C和H的含量在反应后都有所增加,而O含量降低,表明碱木质素发生了还原反应。     

CuO/C催化还原碱木质素的化学结构特征

用等体积浸渍法制备CuO/C催化剂,采用FTIR、UV、1H-NMR光谱和HPLC色谱,分析了以CuO/C为催化剂,以环己烯为还原剂对麦草碱木质素进行催化,研究了碱木质素的化学结构变化。红外光谱表明,还原碱木质素的总羟基(酚羟基和醇羟基)含量增加,羰基含量减少,芳环稳定;1H-NMR光谱证实,还原碱木质素的羰基质子数呈下降趋势,羰基被还原为羟基;酚羟基和醇羟基质子数增加;高效凝胶渗透色谱分析表明,还原碱木质素的数均分子质量有所增加、重均分子质量减少,活化碱木质素的多分散性小于碱木质素的多分散性。CuO/C催化剂对木质素还原反应具有明显的催化作用,其化学结构发生了改变,活性官能团增加,苯环结构稳定,木质素的反应活性提高。     

超临界CO_2状态下氢化维生素E的研究

在超临界CO2状态下,用Pd/C作催化剂,对维生素E进行加氢反应以增加产品稳定性。以产品碘值为考察指标,通过单因素试验与正交试验,确定最佳工艺条件为:催化剂Pd/C(Pd含量为5%)用量0.15%,反应时间90 min,反应温度100℃,反应总压力9 MPa,搅拌速度300 r/min。在此条件下,所得氢化维生素E产品碘值(I)由106.2 g/100 g降至51.2 g/100 g,而维生素E含量变化较小。     

β-谷甾烷醇的制备工艺

以豆甾醇为原料,采用Pd/C为催化剂,通过单因素实验、正交实验探讨了β-谷甾烷醇的制备工艺条件。确定最佳反应条件为:反应温度82℃,反应时间8 h,原料配比(异丙醇∶豆甾醇,摩尔比)80∶1,Pd/C催化剂用量0.16%(以Pd计)。在最佳反应条件下,β-谷甾烷醇摩尔转化率94.80%。     

雷尼镍催化木质素超/亚临界乙醇解聚特性研究

以麦草烧碱法制浆黑液碱木质素为原料,考察不同雷尼镍催化剂用量(0~0.10 g)、反应温度(180~300℃)和反应时间(1~8h)条件下,碱木质素的超/亚临界乙醇催化解聚产物特性。实验结果表明:碱木质素在反应温度270℃,反应时间8h,雷尼镍催化剂0.05g解聚的液相产物得率最高达到66.75%,固相转化率达到77.90%。FT-IR分析表明:雷尼镍催化剂添加对碱木质素解聚固相产物结构没有产生明显影响作用;但GC/MS分析发现,雷尼镍催化剂会促使解聚液相产物中酚类化合物相对含量增加。     

利用H_nXW_(12)O_(40)催化降解碱木质素工艺的研究

利用具有Keggin结构的HnXW12O40（n=3时,X=P;n=4时,X=Si）对工业碱木质素进行催化降解,采用紫外分光光度法和乙酰化结合电位滴定法测定了降解活化后碱木质素的酚羟基和总羟基含量,分别研究了反应温度、反应时间、催化剂用量和溶剂体系等因素对催化降解后碱木质素羟基含量的影响,确定了HnXW12O40降解碱木质素的最佳工艺条件。同时对降解机理进行了初步探讨。     

超临界CO_2条件下大豆油极度氢化的研究

以机榨大豆油为原料,在超临界CO_2体系中,选取Pd/C作为催化剂催化极度氢化反应,通过单因素试验,确定催化剂添加量、氢气压力、反应时间、反应温度及搅拌速度的最适量。在最优条件下制备出极度氢化大豆油的碘值为2.6 gI_2/100 g,反式脂肪酸含量为0.23%(可看作零反式脂肪酸含量),VE含量186.7 mg/kg。与常规极度氢化反应相比,反应温度降低了70℃,反应时间缩短了60 min,提高了极度氢化油的质量。Pd/C催化剂可回收重复使用6次,降低了生产成本。     

用Raney镍和钯碳催化剂制备植物甾烷醇

以植物甾醇为原料,分别以Raney镍和钯碳为催化剂,以反应温度、氢气压力、反应时间、转速、催化剂添加量等因素进行正交试验优化植物甾醇氢化工艺参数。以Raney镍为催化剂,最优工艺条件为:反应温度135℃,氢气压力2.5 MPa,反应时间5.0 h,转速700 r/min,催化剂添加量40%。该条件下,植物甾醇的氢化率为94.18%,羟基值(KOH)为124.79 mg/g。以钯碳为催化剂,最优工艺条件为:反应温度130℃,氢气压力2.6 MPa,反应时间4.5 h,转速580 r/min,催化剂添加量1.5%。该条件下,植物甾醇的氢化率为93.65%,羟基值(KOH)为125.04 mg/g。     

FC法测定木素和纸浆中的酚羟基

应用FC法(Folin-Ciocalteu试剂法)测定了硫酸盐木素与H2O2反应前后酚羟基含量的变化,并测定了蒸煮、氧脱木素和H2O2漂白后不同纸浆中残余木素的酚羟基含量。测定结果表明,硫酸盐木素在与碱性H2O2反应后,酚羟基含量降低,高温H2O2反应后的下降程度更为明显;浆料残余木素中酚羟基含量随浆料卡伯值的降低而下降。     

麦草碱木素磺化工艺及其性能研究

以麦草碱木素为原料,采用氧化磺化法,制备了磺化碱木素减水剂.采用正交实验优化了改性工艺条件:氧化剂用量为10%,磺化剂用量为26%,催化剂用量为0.8%,过硫酸钠用量为3.2%, pH 值9.5,总反应时间3.5 h.研究结果表明,水泥净浆中掺磺化碱木素后流动度显著增大,在0.3%掺量下,掺磺化碱木素的砂浆28 d抗压强度比达到118%,而掺木素磺酸钙的仅为98%.说明磺化碱木素的减水增强作用比木素磺酸钙强.     

木素过氧化物酶辅助漂白机理研究

采用FTIR、GC/MS、GPC等技术研究了木素过氧化物酶-过氧化氢漂白协同作用机理,结果表明,木素过氧化物酶预处理能增加木素的紫丁香基结构单元、对羟苯基、甲氧基、酚羟基等,增强木素的反应活性,同时还可以降解溶出小分子质量木素,为过氧化氢漂白提供有利条件:加强漂剂与木素酚型结构单元和紫丁香基结构单元的反应,使得发色基团和助色基团减少、木素溶出量有所增加、溶出木素的相对分子质量明显增大、纸浆白度提高、结晶度增加.     

四硫化三铁-石墨烯复合催化剂降解木素结构单元模型物丁香酸

以具有类Fenton催化活性的Fe3S4为主催化剂,采用原位生长的方式将其负载在较高比表面积的石墨烯载体上,制备出具有较高催化活性的Fe3S4-石墨烯(Fe3S4-G)复合催化剂。将该复合催化剂和H2O2构成多相类Fenton反应(Fe3S4-G-H2O2)体系,利用其催化产生的羟基自由基降解木素结构单元模型物丁香酸。研究了多相类Fenton反应过程中催化剂中铁元素与石墨烯质量比、催化剂用量、H2O2用量、pH值以及时间、温度等对降解效率的影响。结果表明,在催化剂中铁元素与石墨烯质量比为28∶1、pH值为3.02、催化剂用量为0.03 g、H2O2浓度为10 mmol/L时,丁香酸(32 mg/L)的降解率达到98.7%。     

不同氧化剂对禾草类碱木质素结构变化的影响

研究了禾草类碱木质素在O2、H2O2、O3、O2/H2O2、O3/H2O2等不同氧化剂氧化时其结构的变化规律,为更好地利用禾草类碱木质素提供理论依据和工艺方法。研究结果表明,以O2/H2O2氧化禾草类碱木质素时,高用碱量可促进木质素高分子组分氧化降解,分子质量均一化,酚羟基和羧基增加较多,脱甲氧基反应也较强烈;低用碱量时,木质素氧化降解少,并伴有缩合反应;H2O2可促进碱木质素氧化降解,促进酚羟基、羧基的产生和脱甲氧基反应;在O3氧化适宜条件下,添加H2O2可使O3氧化反应缓和,木质素分子发生缩合并均一化,生成较多的酚羟基、羧基和羰基。