漆酶介体系统催化碱木质素降解及其结构演变研究

漆酶介体系统（Laccase-mediator system,LMS）以介体为电子穿梭体,对底物有较高的催化效率,被广泛应用于环境污染物的降解。本研究系统探究了漆酶及漆酶/H₂O₂、漆酶/HBT（1-羟基苯并三唑）和漆酶/ABTS（2,2’-联氮双（3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸）二铵盐）3种介体系统对碱木质素的降解效果,探究了漆酶/ABTS介体系统降解碱木质素的影响因素,并对漆酶和3种LMS反应前后的碱木质素进行了结构表征分析。结果表明,漆酶/ABTS介体系统的碱木质素降解率最高,在32 ℃、pH值=5、ABTS浓度2 mmol/L、反应时间24 h的条件下,碱木质素降解率可达39%;漆酶处理所得碱木质素的官能团种类未发生变化,但多分散系数减小,分子质量增加;LMS处理所得碱木质素的多分散系数和分子质量进一步减小,尤其是漆酶/ABTS处理后,碱木质素的数均分子质量减少了50.5%;LMS处理后碱木质素化学键发生了不同程度的断裂,引起了C—O、β-O-4连接键断裂,脱甲基反应,苯环开环等变化。     

催化剂对甘蔗渣碱木质素催化湿空气氧化降解的催化作用

选取5种不同的催化剂对甘蔗渣碱木质素进行了催化湿空气氧化降解。结果表明,甘蔗渣碱木质素催化湿空气氧化降解的主要产物为对羟基苯甲醛、香草醛、丁香醛、丁香酸、香草酸和乙酰丁香酮;在实验条件下,反应时间对催化剂催化效果的影响较大,随着反应时间的延长,大部分小分子酚醛类化合物的浓度逐渐升高;使用催化剂能较大幅度地提高小分子酚醛类化合物的浓度。以Co2O3为催化剂,丁香醛、乙酰丁香酮、香草醛的浓度分别为400.2 mg/L、351.4 mg/L 248.7 mg/L,与未添加催化剂相比较,香草醛浓度提高了 82.6％;当以AQ为催化剂时,香草醛浓度为344.9mg/L,与空白样相比其浓度提高了1.5倍以上。在甘蔗渣碱木质素的催化湿空气氧化法降解过程中,以Co2O3、CuSO4、MnO2、AQ、Fe2O3作催化剂降解甘蔗渣碱木质素所得的酚醛类化合物总浓度分别为1696mg/L、1658 mg/L、1584mg/L、1347mg/L和1250 mg/L,实验选用的5种催化剂中,Co2O3催化效果最理想,CuSO4和MnO2次之,而AQ和Fe2O3仅对少量小分子酚醛类化合物的浓度贡献较大。     

碱木质素胺钯络合物的制备及性能表征

采用提纯碱木质素与二乙烯三胺进行 Mannich 反应,制备了碱木质素胺,然后将碱木质素胺与硝酸钯进行络合反应,以pH值为7的水作为反应溶剂时.产物中钯含量最高,可达6.54 mg/g.FT-IR和XPS测试结果表明,碱木质素胺的C-N中的N给出电子与Pd2+之间形成了配位键.生成碱木质素胺钯络合物.将碱木质素胺钯络合物用于催化对甲基硝基苯的加氧还原反应,反应3.5 h时.转化率可达99%.     

改性碱木质素合成木素脲醛胶的研究

以碱木质素为原料,通过胶体磨的作用,合成碱木质素脲醛树脂。结果表明：随着木质素加入量增加胶合强度降低,甲醛释放量也随之降低。当反应温度90℃,缩合pH5.5,碱木质素用量为50%时,胶粘剂具有较高的胶合强度,甲醛释放量达到国家E2标准。     

固体酸降解木质纤维素的研究进展

合理开发与利用生物质类可再生资源是近年来研究的焦点,然而如何将其资源化利用是需要解决的热点问题。目前,催化降解木质纤维素的工艺方法种类较多,本文主要阐述了用于降解纤维素的多种固体酸催化剂,从不同方面分析了这些催化剂催化降解纤维素工艺过程的优缺点。在众多固体酸催化剂中纳米金属氧化物具有较好的应用前景。固体酸催化降解纤维素的过程较为复杂,影响因素众多,该方法的工业化应用仍需进一步探索。      

均相催化氧化降解PVA的研究

PVA是一种难生物降解的高聚物,广泛存在于印染行业的退浆废水中.探讨了H2O2-均相催化氧化体系降解PVA的过程,以金属离子(Cu2+、Mn2+、Ni2+)为催化剂,分析了pH值、双氧水用量、金属离子用量、降解温度及时间对PVA降解率的影响.结果表明:H2O2-均相催化氧化体系降解90 mg/L PVA,Cu2+的催化活性高于Mn2+、Ni2+.在pH=3、80℃、双氧水0.6 mL/L、Cu2+15 mg/L的条件下处理40 min,降解率接近100%.而Mn2+、Ni2+催化体系的最高降解率分别只有48.1%、31.8%.     

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。     

有机污染物降解用光催化纸的研究进展

介绍利用造纸技术制备有机污染物降解用光催化纸,光催化纸集中了悬浮TiO2和固定TiO2两者的优点,为TiO2在环境污染治理中的应用开辟了一个新的研究领域,另外还介绍了光催化纸对气相和液相有机污染物的研究进展。     

Pd/C催化下麦草碱木质素与氢气的还原反应

以钯/炭(Pd/C)为催化剂,以氢气为还原剂与麦草碱木质素进行反应,分析了不同反应条件对催化效果的影响,用化学法测定了反应前后碱木质素官能团的含量,并与环己烯还原法进行了比较。结果表明,在Pd/C催化剂负载量为3%、用量0.1g/g、氢气流速20mL/min、反应温度363K、反应时间3h的条件下,反应后碱木质素的总羟基、酚羟基、醇羟基含量分别为14.39%、4.21%和10.18%,较反应前分别增加了133.68%、27.96%和264.87%。与环己烯法相比,氢气还原法的催化剂用量明显减少,醇羟基数增加较为显著,酚羟基含量基本一致。氢气还原活化效果明显优于环己烯还原效果。     

造纸黑液中木素降解的研究现状与进展

木素是自然界第三大生物大分子,也是唯一可再生的芳香类生物质原料。但是木素没有明确的结构,很难直接对其进行高效转化和利用。木素通过降解可以转化成酚类化合物等低分子量的高附加值化学生产原料,用作苯酚替代物,可以为后续资源化利用提供更多的可能性。进入21世纪以来,有关木素降解的研究越来越受欢迎。本文综述了近几年来木素降解的研究现状,主要介绍了木素降解的重要方法(热化学法、物理法和生物法)、降解过程中常用的几种催化剂以及产物的分离分析方法,最后还对其目前存在问题与未来发展趋势进行了展望。     

工业针叶木硫酸盐木质素的电化学氧化降解研究

以针叶木硫酸盐木质素(KL)为原料,以Ti/RuO_2-IrO_2为阳极,不锈钢为阴极,在KOH碱性体系下,对KL进行电化学氧化降解,并对降解产物进行分类研究,通过正交实验探究了KL浓度、电流密度、反应温度、反应时间对各类产物产率的影响。结果表明,KL在此体系下进行电化学氧化降解最优的工艺条件为:KL浓度40 g/L,电流密度60 m A/cm~2,反应温度80℃,反应时间3 h。在此条件下,各类小分子产物的产率分别为:芳香醛类产物3. 442 g/kg KL,芳香酸类产物23. 913 g/kg KL,苯及苯酚类产物0. 804 g/kg KL。     

木质素催化氢化降解研究进展

木质素的降解可以产生多种产物,具有广泛的应用领域。本文综述了木质素催化氢化降解的不同条件,包括使用不同氢源和使用不同的催化剂,并比较了在使用不同催化剂或氢源的条件下,木质素催化氢化降解产物种类及产率的差别;展望了木质素催化氢化降解的未来发展方向,为木质素的高值化利用提供思路。     

假木素对碱法制浆过程的影响

综述碱法制浆中假木素的产生及其对纸浆的影响。     

臭氧氧化后麦草碱木质素磺化反应性能的研究

首次对O3/H2O2氧化降解木质素产物进行改性研究,测定了不同氧化反应条件下的碱木质素磺化改性后的物化性能.在O3用量5%、温度20℃、pH值11.68、H2O2的用量2.5%的氧化反应后的氧化木质素,经高温磺化后,磺酸基含量最大;此时,木质素产品的表面活性也较好;在H2O2用量为10%、pH值7.08、温度20℃、O3用量5%的O3/H2O2氧化反应条件下,氧化木质素经过高温磺化后,分散性能大大改善.     

不同木素降解成分对纤维素降解的影响

用经过驯化的瘤胃菌厌氧降解加入不同木素降解成分的纤维素，结果表明，木素中的香兰素对瘤胃微生物降解纤维素降解的启动有明显影响，但不影响其最终降解程度，香兰素对乙酸、丁酸的产生有促进作用，但对丙酸的产生有抑制作用；乙酰基愈创木酚和愈创木酚对纤维素的降解影响不大，对降解启动略有影响，愈创木酚对丙酸的产生也有抑制作用，但不如香兰素的抑制作用强，而乙酰基愈创木酚对丙酸的产生无影响。混合态的酸淅木素对纤维素降解有明显的抑制作用。     

硫化铟纳米粒子的合成及其对碱性木素的可见光催化降解作用

以硝酸铟和硫化钠为反应原料,在180℃下水热处理24 h,制备了硫化铟(In_2S_3)纳米光催化剂,并对其进行了X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)表征。在可见光条件下,对碱性木素进行了光催化降解实验。结果表明,所制备的光催化剂为立方相的β-In_2S_3片状纳米粒子,在可见光照射下可以产生空穴、超氧阴离子自由基及少量的羟基自由基,从而对碱性木素产生良好的可见光催化降解和脱色效果。     

木质素在低共熔溶剂中降解的研究进展

木质素是自然界储量仅次于纤维素的天然高分子聚合物,其结构是由苯丙烷单体通过C—C、C—O—C等化学键连接起来的芳香族大分子.降解是实现木质素高值转化的途径之一,其中低共熔溶剂(DES)加热降解木质素是一种优良的绿色降解方法.本文介绍了DES结构组成与回收利用、DES降解木质素的机理、木质素在DES中降解的研究进展,并给...