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。     

橡胶籽壳无机-有机催化液化及产物的结构表征

以苯酚为液化剂,对橡胶籽壳进行了液化,分析了反应温度,液料比(苯酚与橡胶籽壳的比),催化剂的种类和用量及液化时间对液化反应的影响,同时利用响应曲面设计进行了优化。结果表明:采用V(硫酸)∶m(对甲苯磺酸)=1∶1为催化剂,在反应时间84min,液料比4.0∶1mL/g,液化温度155℃,催化剂的用量为8%时,残渣率为0.48%,液化率为99.52%,几乎完全液化。FTIR分析表明,橡胶籽壳在苯酚的作用下发生了化学反应,致使分子组成(纤维素,半纤维素,木质素等)发生了变化,生成了具有活性官能团的醇类以及酚类物质,同时,伴有新的化合物的生成。     

不同原料烘焙炭的理化特性及对亚甲基蓝的吸附性能

选择四种生物质为原料,经300℃热裂解制成生物质烘焙炭,研究生物烘焙炭理化特性对亚甲基蓝的吸附特性以及动力学、热力学特性,分析了pH值、吸附时间、溶液初始质量浓度、生物质投加量对吸附效果的影响。同时对吸附动力学以及吸附机制进行研究。结果表明:生物质烘焙炭对亚甲基蓝的吸附约60 min即达平衡;适宜pH值为8～12,平衡吸附量随着初始浓度的增加而增加。四种生物质烘焙炭对亚甲基蓝的等温吸附均可用Langmuir方程和Frcundlich方程拟合,木粉烘焙炭属于单分子层吸附,而壳类生物质烘焙炭以多分子层吸附为主,吸附过程符合准二级动力学方程,即以化学吸附为主,吸附过程由膜扩散和颗粒内扩散共同控制,颗粒内扩散为主要吸附速率控制步骤,吸附过程为吸热反应,高温有利于吸附体系的自发进行。最终得到四种原料烘焙炭吸附能力的强弱顺序为:核桃壳烘焙炭木粉烘焙炭椰子壳烘焙炭橡胶籽壳烘焙炭。     

果壳生物质燃烧特性与动力学分析

为充分利用果壳生物质废弃物,采用热重分析对油茶壳、核桃壳、澳洲坚果壳进行了燃烧实验研究,考察了不同升温速率下3种果壳生物质的燃烧特性及动力学参数。结果表明：3种果壳生物质燃烧特性不同,但燃烧特性参数均随升温速率升高而增大;随着升温速率的增加,着火点、燃尽温度、最大燃烧速率、平均燃烧速率及综合燃烧特性指数提高;10℃/min时,油茶壳、核桃壳、澳洲坚果壳综合燃烧特性指数分别为0.56×10^-7、1.18×10^-7、0.88×10^-7;3种果壳生物质的燃烧反应遵循一级反应动力学模型,相关系数（R²）均达0.93以上,低温阶段活化能为30.40~52.41 kJ/mol,高温阶段活化能为18.49~40.62 kJ/mol,低温阶段活化能均大于高温阶段。     

大豆油的热解特性及其产物分析

本实验利用自制固定床反应器对大豆油进行热解,然后利用GC-MS、FT-IR以及元素分析对其进行分析。探讨了不同热解参数(热解温度、氮气流速、进样速率、大豆油和甲醇比例)对大豆油热解特性及其产物生物油组成的影响。结果表明:大豆油热解的最佳条件为热解温度为550 ℃、氮气流速150 mL/min、油脂进样速率为0.3 mL/min、大豆油和甲醇体积比为3:1。大豆油热解产物由脂肪烃和含氧化合物(酯、醇、酸、醚等)组成,其中脂肪烃含量可达到31.37%。     

橡胶籽油基多元醇的制备与表征

以环氧橡胶籽油（ERSO）为原料,甲醇和异丙醇为开环试剂,氟硼酸为催化剂,制备橡胶籽油基多元醇,以产物羟值为指标对制备工艺进行了优化,并对产物进行了表征。研究结果表明,橡胶籽油基多元醇的最佳制备条件为反应时间30min,反应温度70℃,醇与ERSO的质量比为4：1,氟硼酸用量为ERSO质量的1%,异丙醇与甲醇质量比为1：1。通过验证实验可知,在此条件下制备的橡胶籽油基多元醇酸值为2.68mg/g,羟值为219.32mg/g,平均相对分子质量为870.21,含水量为0.08%,黏度为4791mPa·s。同时,通过FT-IR、¹H NMR和¹³C NMR分析表征了橡胶籽油基多元醇的化学结构,结果表明,ERSO中的环氧基发生了开环反应,生成了多元醇。     

离子交换树脂催化地沟油合成绿色增塑剂的研究

以地沟油为原料,采用离子交换树脂Amberlite IR-120催化地沟油环氧化合成绿色增塑剂。在对地沟油进行脱水除杂、碱炼脱酸预处理,分析理化性质和脂肪酸组成的基础上,探讨了催化剂用量、30%H_2O_2用量、冰乙酸用量、反应温度及反应时间对环氧化反应的影响。结果表明:地沟油主要由棕榈酸(19.86%)、油酸(34.98%)和亚油酸(33.31%)组成,具有较高的不饱和度,理论环氧值为5.3 mol/100 g。最佳环氧化工艺条件为:地沟油与30%H_2O_2质量比1∶2.5,地沟油与冰乙酸质量比1∶0.9,催化剂用量3%,反应温度65℃,反应时间3 h。在最佳条件下,制备得到的环氧地沟油增塑剂的环氧值为4.61 mol/100 g,相对环氧转化率可达87%。     

生物基木材胶粘剂

具体介绍了几种重要生物基木材胶粘剂,包括木素、单宁、大豆蛋白、淀粉、木质生物质液化产物胶粘剂、热解生物油胶粘剂等的研究进展情况。分析了生物基木材胶粘剂的应用现状,指出了生物基木材胶粘剂存在的问题,并对其发展方向进行了展望。     

基于Py-GC×GC-qMS的玉米芯热解产物在线检测

利用热裂解-全二维气相色谱-质谱联用（Py-GC×GC-qMS）仪对玉米芯不同温度下热解产物进行在线分析。研究结果表明：玉米芯在550℃下热解18 s，GC×GC-qMS共检测到191种化合物，包括醇、酸、醛、酮、酯、呋喃类、碳氢化合物、酚类、含氮类和糖类等。主要化合物包括2，3-二氢-苯并呋喃、1，6-脱水-β-d-吡喃葡萄糖和糠醛，其GC含量分别为9.15%、8.80%和5.21%；而GC-qMS仅检测到58种化合物，且未检测到糖类化合物。玉米芯热解产物的种类随着温度的升高逐渐增加，在550℃时达到稳定值。温度对醛类、酮类和呋喃类化合物的影响并不明显，GC含量分别在450、550和500℃时达到最大，分别为4.80%、13.57%和21.01%；醇类、酸类和酯类化合物易在低温条件下形成；碳氢化合物易在高温条件下形成，600℃时GC含量为10.77%；酚类呈现出先增加后减少的趋势，450℃时GC含量最大为23.77%；温度的升高对含氮类和糖类GC含量的影响并不明显。     

林业院校《高分子化学》教学改革与实践探索

课程改革与实践是提升教学质量的关键。本文针对高分子化学课程在教学过程中存在的问题进行分析,在师资队伍、教学内容的整合与优化、教学方法与手段、实践教学、考核方式等方面进行总结,结合自身教学实践,探索了体现林业院校特色的高分子化学课程教学改革,提高了教学质量。