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.  

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。  

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。  

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。  

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%.  

超声波处理对碱木质素的影响

为了探讨超声波技术在制浆脱木素过程中的应用效果，选择原料碱木质素在原料预处理与乙酰化处理后，进行超声波处理。结果表明，超声波作用于碱木质素，可以有利于原料碱木质素、粗碱木质素与精制碱木质素的纯化。同时碱木质素仍能较好地在碱性溶液和二氧六环水溶液中溶解，但与未处理木质素相比，溶解速度变慢。据此得出的结论是超声波技术在制浆脱木素过程中的应用使得碱木质素的分子量增加，有利于制浆造纸工艺的优化。  

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。  

木质素基β-环糊精醚的合成及对Cu2+的吸附性能

采用固载化的方法,以环氧氯丙烷做为连接剂,在碱性介质中将β-环糊精接枝到木质素上,制备了木质素基β-环糊精醚(简称L-β-CD)新型吸附剂。采用红外光谱对其结构进行定性分析,通过单因素实验,考察了β-环糊精用量、氢氧化钠用量、反应温度和反应时间对β-环糊精含量的影响,研究了L-β-CD对Cu2 的吸附性能。结果表明,L-β-CD的较佳合成条件为:β-环糊精与木质素的质量比为3∶1,氢氧化钠(质量分数16.7%)用量25 mL/g木质素,反应温度55℃,反应时间3 h,此时木质素基β-环糊精醚中β-环糊精的含量最大,为30.88μmol/g。20℃时,L-β-CD对Cu2 吸附容量为16.54 mg/g。  

工业碱木素裂解技术研究与经济分析

采用自行设计的高温裂解床研究了工业碱木素在不同温度下的热解产物分布规律;利用色谱仪和气质联用仪分析了热解的液相产物(热解油)的主要组成。研究结果表明:在550℃下热解,工业碱木素的热解油产物比较高,工业碱木素的热解油化学组分繁多,不同温度下的热解产物组成变化较大,同时产物中发现未被彻底裂解而保留的分子量较高的物质,热解液相产物主要组成是分子结构简单的酚类、菲类、酮类、有机酸等物质。经过对裂解技术与传统燃烧技术进行粗略经济分析可见,通过裂解工艺将碱木素进行高值化利用,其价值超过传统燃烧工艺。