麦草的催化热化学液化研究：I.反应条件对液化的影响

麦草在水、醇等反应介质中,采用不同的催化剂进行液化反应。研究了反应条件对液化残渣得率及液化产物相对分子质量及其分布的影响。考察了以浓硫酸/苯酚为催化剂,反应温度、反应时间、催化剂用量对麦草液化降解效果的影响以及油溶性产物的比例。实验结果表明,麦草在浓硫酸/苯酚(浓硫酸占所加物质总量的质量分数为6%)的混合催化体系中,当温度为160℃,时间为70 min时的残渣得率最低,液化产物的平均相对分子质量最低,相对分子质量分布也最窄,油溶性产物所占的比例也较大。     

液化反应条件对核桃壳液化产物成胶特性的影响

研究了液化反应条件(苯酚/核桃壳质量比、催化剂浓硫酸用量、温度和时间)对核桃壳液化产物成胶特性的影响.研究结果表明,随着苯酚/核桃壳质量比的增大,液化残渣率下降,液化产物的耗醛量逐渐上升;随着催化剂浓硫酸用量、液化反应温度和液化反应时间的增加,液化产物的游离酚含量、可被溴化物含量及液化残渣率下降较快,但耗醛量下降缓慢或变化不大;相同液化反应条件下,液化产物的可被溴化物含量总比相应的游离酚含量高;在苯酚与核桃壳质量比3:1、催化剂浓硫酸用量3%、液化反应温度120℃、液化反应时间30min条件下获得的液化产物具有较好的成胶能力.     

竹粉苯酚液化工艺优化及产物结构表征

以苯酚为液化剂,浓硫酸为催化剂,对竹粉进行液化实验,采用正交实验研究了反应温度、催化剂用量、液固质量比和反应时间对液化率的影响。结果表明,对竹粉苯酚液化影响最大的因素是液固质量比,其次是反应温度、反应时间、催化剂用量;竹粉苯酚液化较适宜的试验条件为:苯酚与竹粉质量比4∶1,硫酸质量分数4%,反应温度140℃,反应时间120min。对竹粉原料、液化产物和残渣进行了傅立叶红外光谱分析,结果表明,竹粉在苯酚液化后,竹粉中化学组分的分子结构发生了明显的变化,形成了更多的官能团。     

水稻秸秆的微波液化研究

以苯酚为液化剂,甘油为辅助液化剂,在浓硫酸催化作用下对水稻秸秆进行微波液化。分别研究了液化条件对液化残渣率的影响,并通过单因素试验和正交试验得出最佳反应条件:即在微波功率500 W,液固比为7:1,m(苯酚):m(甘油)为4:1,浓硫酸用量为5%,150 ℃,反应时间22.5 min,所得残渣率最小,为7.17%。凝胶渗透色谱结果显示随着液化时间的延长,液化产物的相对分子质量出现逐渐减小的趋势,而分散系数则略增大。通过液化产物的红外光谱分析发现,纤维素和半纤维素较易降解,液化残渣主要成分是木质素及其衍生物。     

葵花秆髓液化试验研究

以苯酚为液化剂,分别以浓硫酸和磷酸为催化剂,在不同的条件下对葵花秆髓进行液化试验。研究分析了温度、液比（苯酚质量,葵花秆髓质量）、催化剂种类及用量对液化时间和残渣率的影响,从而优选出葵花秆髓液化的最佳配方：苯酚为液化荆、磷酸为催化剂、温度150℃、催化剂用量0．014mol／l、液比为2：1,并对液化产物的结构进行了FTIR分析。     

麦秆丙三醇液化产物的试验研究

探寻麦秆生物质油品中的高附加值化合物,萃取分离出化学工艺品常压下将麦秆在丙三醇中醇解液化产物用不同极性的有机溶剂萃取分离。研究了液化时间、液化温度对残渣得率以及对丙酮、氯仿萃取效果的影响。实验研究表明:反应时间、反应温度对麦杆的液化产物有较大的影响。在液化温度为140℃、液化时间为120 min时,残渣得率最低为10.59%;液化时间180 min时液化产物在丙酮、氯仿的萃取率分别可达27.25%、32.08%。丙酮、氯仿可作为麦秆丙三醇液化产物萃取分离的有效试剂。     

苯酚作用下竹粉微波液化的工艺研究

以苯酚为液化剂,浓硫酸为催化剂,采用微波加热的方式对竹粉进行了液化处理,探讨了酚／竹固液比、催化剂用量、反应时间等因素对液化的影响。结果表明,当微波功率为500W、酚／竹固液比为4：1、浓硫酸为8％、液化温度为150℃、反应时间为8min时,液化效果最优,所得产物的残渣率仅为O．289％。采用红外光谱对竹粉液化前后官能团变化进行了分析,结果表明,经过苯酚液化后芳环被引入到竹粉的分子结构中。     

微波辅助液化椰衣的研究

以聚乙二醇（PEG-400）和丙三醇（Gl）为液化剂,浓硫酸为催化剂,采用微波辅助的方法对椰衣进行液化。研究了液化时间、催化剂用量、温度、PEG-400/Gl质量比及椰衣与液化剂质量比对液化率的影响。结果表明：椰衣的最优液化条件为反应时间20 min、浓硫酸用量3%（以液化剂质量计）、反应温度160℃、PEG-400/Gl质量比为4：1、液化剂与椰衣质量比为5：1,在此条件下,椰衣的液化率最高,为88.83%,液化产物25℃时的黏度为0.235 Pa·s,20℃时密度为1.084 g/cm³。通过凝胶渗透色谱对不同液化时间的液化产物进行分析,结果显示随着反应时间的延长,液化物的重均相对分子质量和分散系数逐渐增大。红外光谱结果表明：液化过程中纤维素、木质素和部分脂肪族碳氢化合物参与反应,生成富含羟基的液化物,且液化残渣中仍有部分纤维素和木质素未被液化。     

香蕉假茎苯酚液化及其产物树脂化制备胶黏剂

以苯酚为液化试剂、硫酸为催化剂对香蕉假茎进行液化,探讨液化条件对液化反应的影响,并结合傅里叶红外光谱(FT-IR)、热重分析(TGA)和成分分析研究了不同液化时间的液化物性质差别,同时以液化产物制备环氧树脂胶黏剂,并对其性能进行表征。单因素试验结果表明:优化条件为催化剂用量(占原料的质量分数)30%、反应温度150℃、液固比4:1和液化时间90 min; FT-IR分析表明:40 min和90 min液化产物官能团相似且具有芳香衍生物和酚羟基特性;成分分析和TGA分析表明:40 min残渣中纤维素保留量比90 min高;性能测试表明,90 min液化产物环氧树脂胶黏剂的剪切强度可达7.26 MPa,玻璃化温度(T_g)可达78℃。在优化的反应温度、催化剂用量和液固比的条件下,液化时间对残渣率和液化产物官能团的影响较小,但对残渣中纤维素含量的影响较大,液化产物适合制备生物质环氧树脂胶黏剂。     

核桃壳液化及其与甲醛反应能力的研究

探讨了核桃壳在120℃、苯酚与核桃壳粉质量比为3/1和催化剂(浓硫酸,用量为苯酚的3%)存在下液化,通过分析液化体系内游离苯酚和残渣含量以及液化体系与甲醛反应能力发现,核桃壳的酚解和酚化反应主要发生在反应初期,以后逐渐减弱;液化体系内总的活性量由2部分组成,一是液化体系内游离苯酚贡献的活性量,二是体系内液化产物贡献的活性量。随着反应的进行,游离苯酚折算的耗醛量逐渐减少,液化产物的耗醛量逐渐增加,而总的液化体系中消耗甲醛的能力在逐渐减弱。     

麦秆液化物环氧树脂的制备与表征

以苯酚为溶剂,浓硫酸为催化剂液化麦秆得到麦秆液化产物,并以其为原料与环氧氯丙烷反应制备出以麦秆液化物为基材的环氧树脂。考察了液比(苯酚与麦秆质量比)、反应温度和反应时间对液化反应的影响。采用凝胶渗透色谱(GPC)对比分析了麦秆液化物及其环氧树脂的相对分子量分布。以聚酰胺为固化剂进行固化并进行力学测试。结果表明:在液比为4∶1,反应温度为150℃,反应那个时间为60min时,麦秆液化效果最佳,此时,麦秆液化物环氧树脂固化物的剪切强度可达4.1MPa。     

香蕉假茎苯酚液化及其产物树脂化制备胶黏剂北大核心

以苯酚为液化试剂、硫酸为催化剂对香蕉假茎进行液化,探讨液化条件对液化反应的影响,并结合傅里叶红外光谱(FT-IR)、热重分析(TGA)和成分分析研究了不同液化时间的液化物性质差别,同时以液化产物制备环氧树脂胶黏剂,并对其性能进行表征。单因素试验结果表明:优化条件为催化剂用量(占原料的质量分数)30%、反应温度150℃、液固比4∶1和液化时间90 min;FT-IR分析表明:40 min和90 min液化产物官能团相似且具有芳香衍生物和酚羟基特性;成分分析和TGA分析表明:40 min残渣中纤维素保留量比90 min高;性能测试表明,90 min液化产物环氧树脂胶黏剂的剪切强度可达7.26 MPa,玻璃化温度(T_g)可达78℃。在优化的反应温度、催化剂用量和液固比的条件下,液化时间对残渣率和液化产物官能团的影响较小,但对残渣中纤维素含量的影响较大,液化产物适合制备生物质环氧树脂胶黏剂。     

酶解木质素液化降解制备酚醛树脂用酚类化合物的研究

以草酸为催化剂、苯酚为液化剂对酶解木质素(EHL)进行液化降解,制备可以部分代替苯酚用于合成酚醛树脂(PF)的EHL液化产物。采用凝胶渗透色谱法、傅立叶变换红外光谱法、高效液相色谱法及气相色谱–质谱联用仪研究了液化产物的结构和分子量变化情况,并探讨了EHL与苯酚的物质的量之比、反应温度、反应时间、催化剂用量等对液化产物分子量的影响,最后初步探讨了EHL液化产物在PF合成中的应用情况。结果表明,EHL在液化降解过程中其分子发生化学键的断裂使得分子量减小,同时生成一系列酚类及烷类化合物;EHL及其液化产物与部分苯酚发生反应,降低了游离苯酚的含量;以液化产物分子量为指标,得到了初步优化的液化降解条件:EHL与苯酚的物质的量之比为1∶2,反应温度为135℃,反应时间为2 h,催化剂的用量为苯酚质量的4%,此时制备的液化产物具有较小的分子量,可提供较多的反应活性点;在此优化条件下,当EHL液化产物替代量为苯酚质量的20%时,由其合成的PF的性能与传统热塑性PF相当。     

秸秆液化的工艺研究

以混合多元醇(聚乙二醇,乙二醇,丙三醇=1∶1∶1)为液化剂、浓硫酸为催化剂、玉米秸秆为原料,将生物质秸秆液化得到产物聚醚多元醇。研究表明:玉米秸秆的最佳液化条件为反应温度160℃,液固比20∶1,浓硫酸用量为4%。在该条件下,其液化率为94.08%,液化产物的羟值914.43 mg KOH/g,酸值75.05 mg KOH/g,粘度是90 MPa·s。     

茭白废弃生物质苯酚液化及其产物树脂化制备胶黏剂

采用正交试验,考察了苯酚用量、催化剂用量、反应时间及反应温度对茭白废弃生物质液化效果的影响,并研究了该液化产物制备胶黏剂的影响因素。结果表明:茭白废弃生物质液化过程中,苯酚用量的影响最大,反应温度和反应时间次之,而催化剂用量的影响相对较弱,优化参数是苯酚用量为1∶5,催化剂用量为7%,反应时间为90 min,反应温度为140℃,在此优化条件下,液化率为95.83%。胶黏剂制备过程中,茭白液化物与甲醛的质量比为1∶1.8,高温缩聚反应温度为92℃较为合适。     

秸秆苯酚选择性液化研究

苯酚液化是生物质液化的重要手段,农作物秸秆是一种不均一的原料,而完全液化将其看作是 "单一"的原料,针对这一问题本研究采用选择性液化处理方式对小麦秸秆进行了苯酚液化,并对比了选择性液化与完全液化。结果表明:低温下适当的浓硫酸用量、较高的苯酚用量、适当的反应时间有利于保留纤维素而选择性液化半纤维素和木质素;与完全液化处理方式相比,选择性液化反应条件温和,保留了大量的纤维素,大大提高了原料利用价值。通过均匀试验和数据回归分析并实验验证得到选择性液化优化条件为:浓硫酸用量占总反应体系质量分数的 3.0%,反应温度 100℃,反应时间 30 min,苯酚与秸秆质量比 3:1,纤维素残留率达 70%,而液化产物结合酚质量分数可达 100%。     

茭白废弃生物质苯酚液化及其产物树脂化制备胶黏剂

采用正交试验,考察了苯酚用量、催化剂用量、反应时间及反应温度对茭白废弃生物质液化效果的影响,并研究了该液化产物制备胶黏剂的影响因素。结果表明：茭白废弃生物质液化过程中,苯酚用量的影响最大,反应温度和反应时间次之,而催化剂用量的影响相对较弱,优化参数是苯酚用量为1：5,催化剂用量为7％,反应时间为90 min,反应温度为140℃,在此优化条件下,液化率为95．83％。胶黏剂制备过程中,茭白液化物与甲醛的质量比为1：1．8,高温缩聚反应温度为92℃较为合适。     

泡桐在水中直接液化铁催化剂的研究

以铁粉为催化剂,在1L高压釜中研究泡桐在水中的高压液化,发现泡桐的液化率明显高于不加铁时纯水中的液化率。为了考察铁的催化作用,对液化后所得液相和残渣中不同价态的铁含量进行测定,考察反应温度、停留时间和催化剂量的变化对液化后铁催化剂在液相和残渣中分布的影响。结果表明：液化后液相中仅含有极少量的铁离子,且主要是Fe^2＋形式存在;大量的铁仍存在于固相中,固相中的2价铁约占60％,单质铁约占30％,同时存在少量3价铁。     

竹笋壳液化处理制备燃料的影响因素研究

竹笋壳由于不可食用,常被丢弃,不仅浪费了宝贵的生物资源,而且污染了环境。以竹笋壳为原料,分别选用乙二醇、丙三醇为液化剂,以浓硫酸、磷酸、氢氧化钠、碳酸钠为催化剂,对笋壳进行液化实验。结果表明,以乙二醇为液化剂、浓硫酸为催化剂时笋壳的液化效果最佳。同时还探讨了反应温度、时间、催化剂对液化率的影响。对液化产物的燃烧热进行测定,结果表明:产物的燃烧值比原料提高了57%,经过适当的加工处理后可以作为工业燃料。     

含铁复合金属氧化物对苯酚羟基化反应工艺的研究

在连续全混反应器中 ,用含铁复合金属氧化物催化剂 ,研究了反应温度、空速、过氧化氢 /苯酚对反应产物中苯二酚浓度、邻苯二酚 /对苯二酚比例和催化剂的活性周期的影响。试验结果表明 ,反应温度对反应产物中邻苯二酚 /对苯二酚的比例和催化剂的活性周期的影响不明显 ,过氧化氢 /苯酚摩尔比对邻苯二酚 /对苯二酚的比例的影响较大 ,提高过氧化氢 /苯酚摩尔比会降低邻苯二酚 /对苯二酚的比例 ,缩短催化剂的活性周期