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。     

基于TGA-FTIR和无模式函数积分法的稻壳热解机理研究

利用热重红外联用技术(TGA-FTIR)和无模式函数积分法,研究了不同升温速率(5、10、20、30 ℃/min)下,稻壳的热解特性和热解动力学,深入探讨其热解机理。TG和DTG研究表明,稻壳的热解过程分为干燥、快速热解和炭化3个阶段,随着升温速率的增加,TG和DTG曲线向高温一侧移动。稻壳热解气体成分含量最多的是CO₂,醛、酮、酸类以及烷烃、醇类和酚类等有机物。通过无模式函数积分法:FWO法和KAS法,计算得到的活化能随着转化率(α)增加数值波动明显,证明稻壳热解过程发生复杂的重叠、平行和连续的化学反应。0.1≤α<0.35,半纤维素的支链首先降解,然后是主链降解。0.35≤α≤0.7,纤维素首先转化为中间产物活性纤维素,然后活性纤维素再次降解。0.7<α≤ 0.8,主要是木质素降解,生物质中可降解的挥发分减少以及低反应活性的焦炭的不断生成是造成此阶段活化能快速增加的主要原因。总之,生物质三组分化学成分和结构差异造成不同转化率下活化能的差异。     

基于模糊推理的炸药与岩石智能匹配系统研究

炸药与岩石匹配是爆破工程师非常重视的科学问题，由于炸药性能的不确定性和岩石性质的复杂多变性，使得炸药与岩石匹配研究进展不明显。利用模糊数学理论的模糊性特点，开创性地建立了基于模糊推理的炸药与岩石匹配系统。     

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。     

超临界甲醇中复合金属氧化物催化木质纤维生物质转化为液体燃料：反应温度的影响

以类水滑石为前驱体,制备2种Cu基复合金属氧化物(CMO)催化剂。X射线衍射分析(XRD)显示,Ni的加入可降低CMO的结晶度,使得晶粒变小,有利于金属的分散。在超临界甲醇(sc-MeOH)介质中,考察2种催化剂对木质纤维生物质液化反应的催化性能。在无催化剂时,生物质液化的液体产物以酸类和呋喃类为主。加入催化剂后,产物以酮类和醇类为主,表明CMO可有效促进生物质催化液化转化为液体燃料。探讨反应温度对液化反应产物组成与分布的影响,结果显示甲醇的临界温度是生物质氢解的关键,当反应温度高于甲醇的临界温度(239℃)时,CMO能有效催化裂解甲醇,为生物质组分的氢解提供氢当量。温度越高甲醇裂解提供的氢当量越多,生物质液化产物中作为液体燃料的组分随温度的升高逐渐增加。     

纤维素纳米纤丝/聚乙烯醇复合材料热性能与力学性能研究

通过溶液浇铸法制备了纤维素纳米纤丝(CNFs)/聚乙烯醇(PVA)复合材料,利用TG、DSC、DMA等方法考察了CNFs对PVA热性能与力学性能的影响。结果表明:CNFs的加入提高了PVA的结晶度与熔点,但随着CNFs含量的增加,由于CNFs与PVA之间存在较强的氢键作用,限制了PVA分子链的运动,使得PVA的熔点与结晶度略有下降;CNFs的加入使得PVA的玻璃化转变温度、拉伸强度与弹性模量提高,添加2%CNFs的PVA复合材料的拉伸强度与弹性模量均达到最大值,分别较纯PVA提升了28.9%与14.1%。