微波辅助木质素催化酸解机理研究

采用微波辅助加热,在甲酸溶剂体系下(甲酸,分析纯)催化酸解木质素,获得以单酚类化合物为主的油1相和木质素部分降解并能溶于乙酸乙酯的大分子物质的油2相产物。实验研究不同分子筛催化剂(HY、HZSM-5、SBA-15)下加热温度(110~170℃)和反应时间(5~60 min)对油相产率以及单酚类化合物分布特性的影响规律。HY和HZSM-5分子筛催化剂能明显提高其液体产率(油1产率:9.69%~13.64%;油相总产率:64.09%~88.19%),而SBA-15对于提高油1相产率作用不明显。分子筛催化剂明显提高了2-甲氧基苯酚(G1)、香兰素(G2)和2,6-二甲氧基苯酚(S1)的产率。最后基于实验结论解析,对产物中主要的Guaiacol(G)类和Syringol(S)类化合物的形成机理做出推断。     

木质素衍生酚类化合物催化加氢脱氧制备液体燃料研究进展

生物质中的木质素衍生酚类化合物具有含氧量高、稳定性差等缺点,通过加氢脱氧反应提质可以制备高品质生物液体燃料,对双碳目标的实现有重要的现实意义。综述了近年来用于木质素衍生酚类化合物反应的金属负载型催化剂,首先从单金属和双金属组分的角度分析金属间协同效应对加氢脱氧反应性能的影响。然后,针对金属位点特性对加氢脱氧反应的影响,讨论金属粒度、金属分散度和单原子金属催化剂的催化活性,阐明金属位点特性的影响因素,及其对加氢脱氧反应机理的影响机制。随后,基于载体对金属位点的影响,探讨载体特性与金属位点特性的关联因素,揭示载体对金属活性位点的影响机制。最后,对金属负载型催化剂的发展方向进行展望。     

木质素降解菌的筛选

采用愈创木酚法筛选出木质素降解菌X_2,并对其进行摇床培养,观察其生物学特性。研究表明:X_2在第8天生长最快,12d后生长速度开始下降;X_2生长最适温度为28℃,最适pH值为4.4;第10天木质素降解酶酶活最高,LiP为550.23u/mL,MnP为660.32u/mL,Lac活力很低,仅为20u/mL。此外,发现X_2的木质素的降解率也很高,在第35天达到43.31%。     

紫外诱变筛选高效木质素降解菌株的研究

通过紫外诱变对白腐菌进行驯化培养,获得高效木质素降解菌,其LiP活力为600IU/mL,MnP活力为1600IU/mL。利用紫外诱变菌株S对玉米秸秆中的木质素进行降解试验,结果表明,木质素降解率为48.4%,比出发菌株的木质素降解率(42.6%)提高了13.6%。     

固体酸催化木质素水相降解的试验研究

对水相环境中,多种固体酸催化剂作用下木质素水相降解生成酚类化学品的反应进行研究,发现在不同固体酸催化剂作用下,木质素转化率为39%~55%,油相产物选择性81.0%~90.6%,单酚类产物选择性为11.6%~25.4%。其中,AC-S催化剂具有较高的油相产物和单酚类产物选择性,条件优化后,其单酚类产物质量收率可达15.7%。通过对多种固体酸催化剂作用下水相降解产物的变化,催化剂表征和反应木质素残渣的FTIR表征,发现具有大比表面积和强酸量的催化剂有利于木质素的转化,而适当的酸性则更有利于获得单酚类产物。     

木质素热解制备焦炭的试验研究

利用管式炉热解装置在不同温度下对工业废弃的木质素进行热解制备焦炭的试验研究,对热解焦炭的产率和各项指标进行了分析。结果表明:当热解温度从300℃升高至700℃时,焦炭产率从72.94%下降至39.79%;焦炭中固定碳含量不断升高,热值从29.19 MJ/kg逐步升高至31.62 MJ/kg;当热解温度从300℃升高至600℃时,焦炭的比表面积从0.47 m2/g迅速升至13.63 m2/g,碘吸附值由185.51 mg/g增大到320.64 mg/g,而随着热解温度继续升至700℃时,焦炭的比表面积和碘吸附值迅速降低。因此,热解温度有利于焦炭品质和吸附性能的提高,但过高的热解温度会对焦炭的吸附性能起到一定的抑制作用。     

木质素磺酸盐在微波/H2O2体系中降解行为研究

通过比较处理前后紫外可见光谱、红外吸收光谱、凝胶过滤色谱(GPC)的变化和对降解产物的气质分析,研究了木质素磺酸钠在微波/H2O2体系中的降解行为。试验发现,微波/H2O2体系能有效促使木质素降解,降解过程中苯丙烷侧链和苯环都遭到了不同程度的破坏。在低浓度双氧水条件下,中间产物中含有大量芳香醛;在高浓度双氧水条件下,芳香醛含量减少,低分子量脂肪酸含量增多。降解后残渣的分子量减小,分布变窄。通过对木质素磺酸钠降解后的产物分析,推测了其在微波/H2O2体系中降解的可能机理,为木质素资源的高效综合利用寻找新的途径。     

微波辅助组合离子液体直接制备微藻生物柴油

采用小球藻、甲醇为原料,离子液体组合物作为提取催化剂,微波辅助原位一步法催化制备微藻生物柴油.考察微波功率、离子液体类型、离子液体用量、反应温度、反应时间、醇油物质的量之比等因素对酯交换率的影响,并与传统水浴加热机械搅拌法比较.结果表明:微波和离子液体对生物柴油的制备有协同促进作用,离子液体具有催化、提取与增溶的作用,...     

有机酸溶木质素氢解制备单酚化合物的研究

首先利用木本类（硬木和软木）和禾本类不同生物质原料制备有机酸溶木质素,发现木本木质素的碳、氢元素含量和高位热值高于禾本木质素,软木木质素中β-O-4、β-β和β-5键含量高于硬木和禾本木质素。然后,通过不同种类木质素在乙醇/异丙醇中氢解实验发现,木本木质素氢解得到产物产率高于禾本木质素,其中杉木木质素的单酚产率最高,约为8.07%（质量分数）。此外,木本木质素解聚产生的单酚化合物以无侧链和三元碳侧链为主,而禾本木质素以二元碳侧链化合物为主。     

钯碳催化木质素模型化合物制备烷烃的试验研究

针对木质素的转化,以木质素模型化合物愈创木酚催化加氢脱氧制备烷烃为模型反应,研究酸溶液中,活性炭负载Pd、Pt、Ru、Rh金属催化剂的催化性能。研究发现:在测试的催化剂中,Pd/C催化剂显示出较高催化加氢脱氧性能,烃类产物收率达到80%。随后,考查反应条件对催化性能的影响,发现在适中反应温度(200~250℃)、酸浓度(0.5wt%~1.0wt%)和较高氢气压力(5MPa)下,反应有利于烃类产物的生成。最后,探讨愈创木酚加氢脱氧的反应历程。     

微波裂解柚子皮制备活性炭的工艺研究

通过将柚子皮微波裂解制得柚子皮炭,用化学活化法制备高品质的柚子皮活性炭。活化剂选用H3PO4,ZnCl2,KOH和NaOH,并对每种活化剂的炭剂比、活化温度、活化时间和浸渍时间进行考察,以碘吸附值为主要品质衡量指标。试验结果表明,最佳工艺条件:活化剂为KOH,炭剂比为1∶2,活化温度为800℃,活化时间为1 h,浸渍时间为36 h。制得的柚子皮活性炭碘吸附值为1 318.21 mg/g,亚甲基蓝吸附值为225 mg/g,得率为42.17%,灰分为4.96%,吸附性达到木质味精精制用颗粒活性炭国家一级品标准。     

高中孔率木质素基活性炭的制备及表征

以秸秆木质素为原料,ZnCl_2为活化剂,将两者干法混合均匀后活化制备木质素基活性炭。通过单因素实验和Box-Behnken响应面实验得到高中孔率木质素基活性炭的最佳制备工艺条件为:盐料比1.5∶1,活化温度850℃,活化时间为60 min。该条件可使活性炭亚甲基蓝吸附值达到423.6 mg/g,比表面积达1224.38 m~2/g,平均孔径17.13 nm,总孔容2.165 cm~3/g,中孔孔容1.587 cm~3/g,中孔率达73.3%。     

磷钨酸铯催化工业蔗渣木质素制备酚类化学品

通过催化降解的方法,可以有效将木质素转为高附加值的单酚类化学品。文章首先以酸析法从蔗渣碱法造纸黑液中回收工业蔗渣木质素(IBL),接着采用Cs_(2.5)H_(0.5)PW_(12)O_(40)为催化剂,在250℃乙醇-水体系中反应180 min催化IBL降解,可得到4-乙基苯酚(8.1%),4-乙烯基苯酚(1.3%),3-甲基-4-乙基苯酚(1.9%),4-异丙基-苯酚(3.5%)和2,6-二甲氧基苯酚(7.8%)5种主要酚类化合物。以主要产物4-乙基苯酚收率为指标,考察了催化剂取代度、比表面积和孔结构、反应温度、反应时间等条件对催化效率的影响。结果表明,通过多孔炭负载可以有效提高磷钨酸铯的催化效率,以比表面积、孔体积和孔径分别为0.340 cm~3/g,5.888 nm和341.783 m~2的活性炭负载型磷钨酸铯(Cs_(2.5)H_(0.5)PW_(12)O_(40)/C2)为催化剂,在350℃乙醇-水(v/v=9/1)体系中反应120 min催化IBL降解,4-乙基苯酚的收率最高可达12.36%。     

微波辅助碱预处理对松木木屑热解的影响研究

使用微波辅助氨水(体积浓度5%)和Na OH(质量浓度5%)对松木木屑进行了预处理,并研究了对松木结构和热解性质的影响。结果表明,微波氨水预处理会破坏松木的结构,提高松木的纤维素含量和结晶度,但不能有效去除木质素组分,对松木的热解性质无明显影响。与之相比,微波Na OH溶液预处理可以更为有效地破坏松木结构,提高松木的纤维素含量和结晶度,并能去除20%的木质素组分,显著降低了松木的热解温度和活化能。但是,残留的Na离子会促进松木热解时产生积碳。通过水洗去除Na离子可以减少松木热解产生的积碳,促进松木热解。     

灵动型微波辅助玉米秸秆液化及特性的研究

为探索灵动型微波辅助玉米秸秆的液化过程及特性,以生物质玉米秸秆为原料,液化温度、液化时间、微波功率、固液比为影响因素设计单因素实验和正交实验,液化率为表征指标展开微波辅助玉米秸秆液化及特性的研究。对液化产物的理化性能进行分析,同时利用红外光谱(FT-IR)分析其官能团吸收峰的变化情况。结果表明,灵动性微波辅助玉米秸秆液化的最佳工艺条件为:液化温度150℃,液化时间15 min,液化功率600 W,固液比1∶5。在最佳工艺条件下,测得液化率为99.67%,液化产物羟值为314.16 mg(KOH)/g,酸值为45.78 mg(KOH)/g;通过FT-IR分析可知,玉米秸秆在微波辅助液化后基本完全降解,液化率较高;并且有新的官能团生成,可提高液化产物的活性,有利于后续加工利用。     

微波加热水解糠醛渣制备乙酰丙酸的优化研究

以SO_4~(2-)/TiO_2-ZrO_2新型固体酸作为催化剂,采用微波加热方法加压水解糠醛渣制备乙酰丙酸。利用响应面分析法对反应条件进行优化。确定最优水解工艺条件为200.8℃,催化剂用量4.8%,固液比15.17:1,反应时间62.7 min,在此条件下乙酰丙酸的计算产率为24.78%,实际产率为25.02%。     

微波辅助法在二氧化锰合成中的应用及研究

在简要介绍微波加热机制及微波条件下二氧化锰纳米晶合成原理的基础上,对微波辅助法在二氧化锰合成中的研究进行了总结,结果表明:微波辅助法能有效提高合成的二氧化锰的电学、催化和光学性质;使合成的二氧化锰形貌更加均匀及特殊;二氧化锰产率在一定程度上得到提高。通过阐述微波辅助法在二氧化锰合成中的应用及现状,认为微波辅助法在二氧化锰合成中的应用日渐成熟,将有利于推动微波辅助法在其他无机材料合成中的应用及工业化。     

KOH活化木质素制备高比表面积活性炭特性研究(英文)

以木质素为制备原料,采用KOH为活化剂制备高比表面积活性炭.通过探究不同活化温度、活化剂与木质素质量比、活化时间对活性炭孔隙结构的影响,优化木质素活性炭的制备工艺.采用BET、SEM、FTIR等手段对活性炭性能进行表征.实验结果表明,最佳制备工况为KOH/木质素质量比为3∶1,活化时间1,h,活化温度为750,℃.其中,KOH/木质素质量比对焦炭孔隙结构影响最大,活化温度次之,活化时间影响最小.制备的活性炭比表面积最高可达2,684,m2/g,孔径分布以中微孔居多,表面含有—OH、—C=O等基团.     

制备方法对BiOBr形貌及其可见光降解活性的研究

分别用水热法和沉淀法制备了BiOBr光催化剂.SEM、XRD和BET结果表明,沉淀法制备出的样品具有更小的尺寸和更大的比表面积.罗丹明B降解实验表明沉淀法制备的样品具有更高的光催化降解活性.进一步研究表明,沉淀法制备的样品的高活性主要体现在脱乙基步骤活性更高,而芳环降解的速率则和水热法制备的样品区别不大.