国内外生物液体燃料发展趋势

详细介绍了国内外燃料乙醇、生物柴油等生物液体燃料的发展情况,对我国发展生物体能源的做法与思路进行了探讨.     

木质素准液体燃料在柴油机上的试验研究

木质素准液体燃料是一种很有代用前景的燃料,是一种介于固体和液体之间的准液体燃料。本文中将木质素与纯柴油以及适量的乳化剂混合后通过均质机均质,得到木质素准液体燃料。而后在S195单缸柴油机上对两种不同燃料进行发动机台架试验,得出柴油机燃用木质素准液体燃料和纯柴油的负荷特性和排放特性曲线,同时对木质素准液体燃料和纯柴油的油耗率进行了对比。研究结果表明:木质素能够替代柴油做功;使用木质素准液体燃料作为代用燃料的输出功率与使用纯柴油几乎相同,且在1600 r/min时较纯柴油有明显的节油效果,所排出的二氧化碳(CO_2)、一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)含量均降低。     

Pt/C催化生物油加氢制备含氧液体燃料

生物油是很有发展前景的第二代生物燃料,但生物油成分极其复杂,是一种不稳定的混合物,经过改性后才可成为能实际应用的液体燃料。催化加氢是改性的重要方法之一,文章采用Pt/C催化剂两步法加氢提质生物油,得到饱和醇类液体燃料。第一步加氢采用温和的条件(80℃,2 h,2 MPa H2,800 rpm,5 wt.%Pt/C),目的在于饱和醛基和部分碳碳双键,得到稳定油;第二步加氢在260℃、270℃和280℃三个温度的条件(3 h,4 MPa H2,800 rpm,5 wt.%Pt/C)下,分别得到了75.89%、85.38%和80.36%的醇含量,加氢效果明显。     

生物液体燃料

对全球生物液体燃料的发展现状进行了概述。叙述了目前我国发展燃料乙醇的主要原料以及秸杆乙醇技术。对我国生物柴油产业的发展、生物柴油标准以及影响我国生物柴油发展的因素进行了探讨。并结合我国国情,对如何发展生物液体燃料提出了建议。     

木质素及其模化物催化加氢脱氧研究进展

木质纤维素类生物质是重要的可再生原料,可通过多种转化途径转化为燃料或精细化工品。木质素作为木质纤维素物质的重要成分之一,因其结构复杂,其利用一直没有得到很大突破。笔者以木质素及其模化物催化加氢脱氧制取化工品为着眼点,按催化剂种类综述了国内外木质素及其模化物催化加氢脱氧研究进展情况,并对其进行了分析评价,指出了木质素催化加氢脱氧的研究重点。     

木质素氧化解聚制备芳香醛研究进展

木质素作为自然界最丰富的芳香族化合物资源,通过可控的氧化解聚方式得到小分子芳香醛类化合物是实现木质素高附加值利用的重要途径。芳香醛作为重要的食用及日化香料、医药中间体、大宗化学品,目前主要通过石油化工产业链生产,以木质素生产芳香醛是具有重要研究意义和应用潜力的可再生资源利用途径。本文综述了国内外有关木质素制备芳香醛的最新研究进展,包括化学氧化解聚、电化学解聚、光催化解聚和生物催化解聚;对不同方法制备芳香醛的转化率和产率进行了对比,基于不同的解聚工艺与催化体系的特点进行评述与分析,展望未来木质素生产芳香醛的研究方向,以实现木质素的高值化利用。得出多方法耦合催化是可能进一步提高木质素生产芳香醛转化率与选择性的有效策略。     

木质纤维素解聚平台分子催化合成航油技术的进展

航油作为一种重要的空中交通燃料,它的不可替代性和航空业碳减排的压力,迫使航空业对生物航油的需求不断加大。由于油脂原料的局限性,使得未来生物航油的原料将趋向多元化发展,逐渐延伸到糖、木质纤维素等原料。木质纤维素类生物质具有储量丰富、廉价易得的优势,以木质纤维素为原料制备航油的技术近年来得到了大力发展。然而木质纤维素组分中的碳链结构与航油分子的碳链结构不匹配,所以木质纤维素制备航油的技术关键在于如何以中间分子,如CO和H₂小分子的费托合成路线以及糠醛、乙酰丙酸等木质纤维素解聚平台分子的合成路线,通过合适的催化反应合成长链正/异构烷烃（C₈～C₁₆）。由于木质纤维素解聚平台分子保留了原料组分中的碳骨架以及多种功能官能团,比较容易通过合成方法来调控燃料的品质和特性,所以近年来有关木质纤维素解聚平台分子催化合成航油的技术途径及其催化工艺的报道不断涌现。为了充分认识此类航油技术的发展潜力,本文以糠醛、乙酰丙酸、多元醇等几种重要平台分子的碳链构建方式为线索总结了合成航油的各种技术途径和相应的催化工艺。并结合作者的研究工作,从技术应用性和化工过程实现的角度分析了各种技术途径的优缺点以及所面临的共性难题,同时对未来生物航油技术的发展进行了初步展望。     

Raney镍-质子型离子液体体系催化木质素平台分子加氢脱氧制备烷烃

木质素是生物质组成中唯一的芳香类化合物组分,高效转化木质素制备烷烃对于生物质全组分利用具有重要意义。通过设计合成质子型醇胺类离子液体,并与Raney镍催化剂建立催化体系,考察了其对于木质素衍生酚及醚类化合物加氢脱氧制备环烷烃的反应特性和规律。研究证明,Raney镍协同二乙醇胺三氟甲烷磺酸盐（[2-HDEA]OTf）催化体系具有最优的催化木质素衍生酚类和醚类化合物加氢脱氧效果。在反应温度130℃,时间15 h,氢气压力3 MPa条件下,木质素衍生酚类及醚类化合物转化率>99.0%,目标产物环烷烃产率>80.0%。Raney镍催化剂表现出与Rh/C等贵金属相近的催化效果,离子液体阴离子结构（OTf）在催化脱氧过程中起关键性作用。     

用木质素生产生物塑料

最近，欧洲的一些科学家声称发明了用木质素生产生物塑料的方法，这不仅将有助于降低塑料生产对石油的依赖程度，还将促进可循环产品的生产。     

Ni/镁铝水滑石催化剂解聚木质素

木质素是自然界具有芳香环结构单元的可再生资源,可将其解聚为单环芳香族为主体的高附加值化学品,符合我国的能源战略。以Ni/镁铝水滑石、Ni/石墨烯纳米片和Ni/碳纳米管为催化剂,比较分析了3种催化剂催化解聚碱木质素的转化率和选择性,并探究了木质素解聚可能的机理。结果表明：Ni/镁铝水滑石催化剂醇解木质素的性能最佳,转化率为77.1%、芳香族化合物的选择性为37.35%,芳香族产品以愈创木酚类化合物为主。3种催化剂活性组分均以氧化镍形式存在,但Ni/镁铝水滑石催化剂的载体中存在更多的氧空穴,导致其催化木质素的转化率最高;Ni/镁铝水滑石催化剂的载体的碱性点位更多,有利于木质素解聚后生成芳香族化合物,使木质素解聚的芳香族化合物的选择性远高于其他2种催化剂。     

Bamboo biochar-catalytic degradation of lignin under microwave heating

Abstract

Lignin biochar-catalytic depolymerization using biochar Fe-600, Fe-800, Ni-600, Ni-800 catalysts under microwave-heating (180?°C for 30?min) was explored in an ethanol/formic acid (1:1) media. Non-catalyst depolymerization was also studied and compared with the biochar-catalysts results. Characteristics of the bio-char catalysts were analyze by BET, XRD, and FT-IR. GPC, FT-IR, and MALDI-TOF MS spectrometry were also used to characterize the depolymerization products. The experimental results showed that the S_BET, V_t, and V_mec and average pore diameter of the biochars are considerably dependent on the preparation temperature and type of cation (Ni²⁺ or Fe³⁺). The maximum yield of bio-oil product was obtained as 85?wt% with the addition of biochar Ni-600 and the total amount of oligomers or monomers with a molecular weight of 164 to 446 reaches 80.4%.     

微波辅助离子液体EmimOAc提取毛竹木质素

毛竹细胞壁强的抗解构特性大大限制了毛竹作为原料在生物质能源、生物质基材料等领域的应用,因此有必要对其进行包括主要组分分离在内的预处理以提高它的使用效率。本研究采用微波辅助1-乙基-3-甲基咪唑乙酸盐（EmimOAc）法从毛竹中分离出木质素,分析所获得的木质素的物理化学特性,并与用5% NaOH（50℃,5h）提取的毛竹木质素、油浴加热（110℃,16h）EmimOAc提取的毛竹木质素进行对比。结果表明：微波辅助EmimOAc处理80min后木质素得率14.7%,比油浴加热EmimOAc提取木质素的得率（6.2%）提高了2倍以上;离子液体提取的木质素（ILL）和碱提木质素（AL）具有相似骨架结构,但在离子液体的作用下,ILL结构中有更多的酯键链接发生断裂;与AL相比,ILL具有更高的热稳定性。     

联苯类膦配体在偶联反应中应用的研究进展

联苯类膦配体具有强的供电性和大的空间效应,作为配体在有机合成领域得到越来越多的应用。主要从C—C、C—N、C—O键的合成角度,概括了联苯类膦配体在各种偶联反应中应用的研究进展。     

木质素多孔炭的制备及应用研究进展

木质素是一种具有三维网状分子结构、含有大量芳香基团和高含碳量等特点的天然高分子,其在制备多孔炭领域具有巨大潜力。多孔炭在催化剂和能源储存领域具有极大的应用前景。以来源于制浆造纸和生物炼制行业的副产物工业木质素作为原料制备多孔炭应用于能源储存、吸附、催化剂载体等领域,可实现工业木质素在碳基功能材料领域的高附加值循环再利用。本文详细综述了目前木质素多孔炭的常用制备方法和微结构特性的调控方法,总结归纳了各制备方法的主要特点以及影响木质素多孔炭微结构与性能的关键因素;重点综述了近些年对木质素多孔炭孔道结构调控方面的研究,归纳了孔调控的方法;此外,总结了木质素多孔炭在超级电容器、锂离子电池、吸附剂和催化剂载体领域中的应用研究现状,讨论了催化和储能材料对木质素多孔炭的微结构特性要求。总结并展望了木质素多孔炭在制备与应用中面临的机遇和挑战。     

木质素碱催化苯酚液化物纤维固化工艺

以木质素碱催化苯酚液化物为原料,加入六次甲基四胺后熔融纺丝,将熔纺纤维置于甲醛和盐酸混合溶液中固化处理制得固化纤维,研究了碱存在条件下木质素苯酚液化物的成纤性及初生纤维固化条件。结果表明:木质素碱催化苯酚液化物具有很好的成纤性;所得纤维性能与纺丝条件和固化工艺相关。在收丝辊转速450r/min、压力0.02 MPa、固化液盐酸质量分数15%、甲醛质量分数18.5%、固化温度95℃、升温速率10℃/h、固化时间4 h条件下,所得纤维性能较好,适于制备碳纤维。     

离子液体中木质素的酯化及其对环氧树脂的改性

以麦草醇解木质素为原料,丁二酸酐(SA)为酯化剂,1-丁基-3-甲基咪唑氯盐离子液体为反应介质,在不添加其他反应助剂和催化剂的条件下,对木质素进行酯化改性,制备了酯化木质素。研究了温度、时间、n(SA)/n(—OH)等对酯化木质素接枝率的影响,并探讨了酯化木质素对环氧树脂(EP)热稳定性、耐热性能、弯曲应力及黏接性能的影响。结果表明:酯化木质素的接枝率随n(SA)/n(—OH)增大而提高,当酯化反应在80℃持续2.0 h时,接枝率高达68%;酯化木质素中出现明显的酯基特征峰,且其热稳定性得到改善;加入酯化木质素使EP的热稳定性得到改善,维卡软化温度提高近5.0℃,弯曲应力和拉伸剪切强度均有所增加。     

小尺度木素颗粒的制备及其应用研究进展

小尺度木素颗粒作为木素高值化利用的新产物,由于其无毒、耐腐蚀、抗菌和抗氧化等优异的物理化学特性和潜在的应用价值,引起了科研工作者的关注。本文介绍了小尺度木素颗粒的制备工艺（自组装法、反溶剂法、界面聚合/交联法、高剪切均质法、超声波法、超声喷雾冷冻法、微生物法和酶解法等）,阐明了利用不同木素原料、不同方法制备小尺度木素颗粒的制备原理、制备条件以及产品特性。进一步对小尺度木素颗粒的主要制备工艺参数、物理化学特性及其粒径的主要表征手段进行了总结与比较。随后对其在紫外线防护、复合材料和药物运输载体方面的应用研究进展进行介绍。最后对其在现阶段存在的主要问题以及未来的发展方向进行简明分析,以期为木素在纳米材料科学技术领域的研究与开发提供借鉴。     

木质素在农业中的研究进展

对造纸黑液木质素在农业中应用的研究现状进行了综述,包括木质素在肥料、农药、饲料、植物生长调节剂、液体地膜、土壤改良剂等方面的应用概况。这些技术成果是木质素农业化利用的重要基础。木质素来源丰富,具有广阔的应用前景,加强研究与应用开发对促进资源充分利用、环境保护与制浆造纸协调持续发展意义重大。