蔗渣碱法造纸黑液回收木质素的结构及其燃烧特性

以酸析法从蔗渣碱法造纸黑液中回收蔗渣木质素（BL）,通过红外光谱（FTIR）,核磁共振氢谱（¹H NMR）和凝胶渗透色谱（GPC）对其进行了表征。结果表明,BL主要由愈创木基丙烷单元（G）和紫丁香基丙烷单元（S）通过C-O、C-C键合方式连接而成,其分子量分布较宽,分子之间存在较大差异。通过热重分析法（TG）研究了BL的燃烧特性,结果表明BL的燃烧主要发生在300~500℃的阶段,在此过程中BL分子中的C-C键发生断裂形成挥发分和焦炭,并迅速燃烧,失重率超过80%。通过扫描电子显微镜（SEM）和X射线荧光光谱（XRF）研究了BL在300、600、900和1100℃燃烧灰渣（BLR）的微观形貌和元素组成,结果表明BL呈结实、饱满的颗粒状,而BLR则表现为多孔的疏松堆积体或规则的片状结晶颗粒。随着燃烧温度的升高,BLR中的Na和K质量分数逐渐减少,而其他元素质量分数变化不大。     

双活性磺酸基蔗渣木聚糖邻苯二甲酸酯的合成与表征

以蔗渣木聚糖为主要原料,经两步酯化反应合成磺酸基蔗渣木聚糖邻苯二甲酸酯,考察反应条件对合成反应的影响,并通过红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、热重分析(TG-DTG)和扫描电镜(SEM)对蔗渣木聚糖经双酯化改性前后的样品进行表征。结果表明,较优的反应条件为:第一步以邻苯二甲酸酐为羧酸酯化剂,三乙胺为催化剂,在三乙胺与N,N-二甲基甲酰胺体积比为1:16,蔗渣木聚糖单元和邻苯二甲酸酐物质的量之比为1:2时,于80℃下反应4 h,经催化羧酸酯化合成单活性蔗渣木聚糖邻苯二甲酸酯;第二步以氨基三磺酸钠为酯化剂,在碱性条件下,蔗渣木聚糖邻苯二甲酸酯与NaNO_2的质量比为1:2时,于50℃下反应4 h,合成了双活性磺酸基蔗渣木聚糖邻苯二甲酸酯。双酯化后的磺酸基蔗渣木聚糖邻苯二甲酸酯的热稳定性增强,其分子表面形貌更加紧密。     

定量~(13)C-NMR谱表征蔗渣碱木素结构

从蔗渣纸浆黑液中制出纯蔗渣碱木素，然后测定其定量13C-NMR谱．图谱分析表明，蔗渣碱木素主要由紫丁香基，愈创木基和对羟苯基三种丙烷结构单元组成，其中未绩合的紫丁香基、愈创木基和对羟羊基含量比为2.2：1．0：1．4．蔗渣碱术素结构单元间主要以β-O－4烷基芳基醚键连接，也有一定量的非环状α-醚键存在．蔗渣碱木素中，相当部分对香豆酸类结构并非通过酯键而是通过醚键或碳双键连接于芳核上．     

蔗渣木质素在NaOH/H_2O_2体系下的催化解聚研究

针对木质素复杂的化学结构、反应活性低及难溶于普通溶剂的缺点,以NaOH/H_2O_2为溶剂体系对蔗渣木质素(BL)进行催化解聚,完成了适合于该催化体系的催化剂开发,并考察了反应温度及BL初始质量分数等条件对木质素液化率及液化产物组成的影响。利用FT-IR及GC-MS对液化产物或残余物进行表征。结果表明,优化后的解聚条件为:ZnCl_2/FeCl_3为催化剂、反应温度为260℃、反应时间为60 min、催化剂与BL的质量比为0.15、木质素的质量分数为2%,该条件下BL的液化率为(79.02±2.24)%。BL催化解聚方式主要是C—O键的断裂,液化产物由单取代和双取代酚类化合物组成,主要包括4-乙基苯酚、2-甲氧基-4-乙基苯酚和4-烯丙基-2,6-二甲氧基苯酚等。     

定量^13C—NMR谱表征蔗糖渣碱木素结构

从蔗渣纸浆黑液中制出纯蔗渣碱木素，然后测定其定量＾１３Ｃ－ＮＭＲ谱。图谱分析表明，蔗渣碱木素主要由紫丁香基，愈创木基和对羟苯基三种丙烷结构单元组成，其中未缩合的紫丁香基，愈创木基和羟苯基含量比为２．２：１．０：１．４。蔗糖碱木素结构单元间主要以β－Ｏ－４烷基芳基醚链连接，也有一定量的非环状α－醚键存在，蔗渣碱木素中，相当部分香豆酸类结构并通过酯键而是通过醚键或碳碳双键连接于芳核上。     

造纸黑液纯化木素的结构及热性质表征

用扫描电镜(sEM)、红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)等方法分析了造纸黑液纯化木索的表面形态、化学官能团及主要元素构成,并用热重分析法研究了造纸黑液纯化木素的热化学特性.结果表明,造纸黑液纯化木素主要由紫丁香基单元和愈疮木基单元两种结构单元组成,其结构单元间主要是通过醚键和C-C键连接在一起;造纸黑液纯化木素的失重温度区域较宽,且存在2个剧烈失重阶段,最终固体残留物高达35.96%.     

水溶性和碱溶性蔗渣木质素的分离与表征

以蔗渣为原料,经脱蜡后依次用H₂O、1% NaOH和3% NaOH进行抽提,分别得到水溶性木质素L1和碱溶性木质素L2、L3,并对其理化性质和结构特征进行分析。通过硝基苯氧化法、高效液相色谱检测来确定蔗渣木质素的组分,通过凝胶渗透色谱检测蔗渣木质素的分子质量,利用紫外分光光度计和二维核磁共振推导出蔗渣木质素的结构单元和连接方式。结果表明,L1、L2和L3的得率（以绝干原料计）分别为0.4%、5.7%和3.7%,占蔗渣木质素总量的54.1%,而且水溶性木质素分子质量大于碱溶性木质素。L2和L3主要来自于蔗渣次生壁,富含紫丁香基单元和大量的非缩合醚结构。蔗渣木质素的结构单元间的主要连接方式是β-O-4'醚键,还有β-β'、β-5'和β-1'等碳碳结构。蔗渣木质素是由紫丁香基、愈创木基和少量对羟苯基结构单元组成的GSH型木质素,此外,还含有对香豆酸和阿魏酸,通过酯键与木质素相连。     

杏壳木质素的结构表征及其热解特性研究

为研究杏壳木质素的结构、热解特性及其产物的生成规律,通过硫酸脱除法从杏壳中分离出杏壳木质素,并通过红外光谱(FT-IR)和核磁共振(NMR)对其结构组成进行表征,利用热重及热重-红外联用分析研究其热解产物生成特性。研究结果表明：硫酸脱除法得到的杏壳木质素得率为30.42%,红外光谱图显示有较强的紫丁香基峰,还有一定量的愈创木基,二维核磁共振图谱表明杏壳木质素中有紫丁香基(S)、愈创木基(G)和对羟基苯基(H)3种木质素结构单元,属于SGH型木质素。热重及热重-红外联用分析表明杏壳木质素热解过程主要分为3个阶段,主要热解阶段发生在150~650 ℃之间的较宽温度范围内,360 ℃时热失重速率最大,热解产物主要为H₂O、CO、CO₂、CH₄以及醇、醛、酚、酸等。杏壳木质素中苯丙烷侧链上醚键和苯环间醚键断裂及挥发分二次裂解使CO的析出温度范围较宽,在200~700 ℃之间;羧基和羰基等官能团不稳定易断裂和重整,使CO₂的析出温度范围较窄,在250~650 ℃之间;苯丙烷侧链的断裂和苯环上甲氧基官能团的去甲基化反应,以及芳香环的深度断裂,使CH₄的析出在400和600 ℃时呈现2个峰值。     

酶解木质素阻燃剂的制备及其对TPO阻燃性能的影响北大核心

以酶解木质素(Lig)为炭源,采用化学接枝法制备了Lig基膨胀阻燃剂——磷氮接枝改性Lig(PNLig),并对其结构进行分析和表征。将PN-Lig与聚烯烃热塑性弹性体(TPO)复合制备TPO/PN-Lig复合材料,研究其对TPO阻燃性能、燃烧后残炭炭层的化学组成、微观结构和热稳定性的影响。结果表明:P元素和N元素成功接枝到Lig上;PN-Lig中的C,P,N三种元素的质量分数分别为45.10%,29.68%和0.52%,达到了膨胀阻燃剂元素含量的要求;TPO/PN-Lig复合材料的极限氧指数达到27.4%,垂直燃烧等级达到V-0级;PN-Lig中的磷酸酯键使炭源脱水成炭,炭层完整且蓬松多孔,成炭效果明显;TPO/PN-Lig复合材料在700℃时的残炭率达到23.16%,热稳定性明显改善。     

酶解木质素阻燃剂的制备及其对TPO阻燃性能的影响

以酶解木质素(Lig)为炭源,采用化学接枝法制备了Lig基膨胀阻燃剂——磷氮接枝改性Lig(PNLig),并对其结构进行分析和表征。将PN-Lig与聚烯烃热塑性弹性体(TPO)复合制备TPO/PN-Lig复合材料,研究其对TPO阻燃性能、燃烧后残炭炭层的化学组成、微观结构和热稳定性的影响。结果表明:P元素和N元素成功接枝到Lig上;PN-Lig中的C,P,N三种元素的质量分数分别为45.10%,29.68%和0.52%,达到了膨胀阻燃剂元素含量的要求;TPO/PN-Lig复合材料的极限氧指数达到27.4%,垂直燃烧等级达到V-0级;PN-Lig中的磷酸酯键使炭源脱水成炭,炭层完整且蓬松多孔,成炭效果明显;TPO/PN-Lig复合材料在700℃时的残炭率达到23.16%,热稳定性明显改善。     

一类超支化功能分子骨架的合成与表征

采用发散合成法,分别以C12和 C16脂肪胺为核心,与丙烯酸甲酯和乙二胺交替进行迈克尔加成反应和酰胺化缩合反应,合成了碳链长度为12和16、端基分别为酯基和氨基的超支化功能分子骨架.通过红外光谱和元素分析对产物进行了结构表征.红外光谱分析结果表明,合成的4种产物分别属于两种分子结构,即归属端基为酯基和氨基的结构,这一结果与理论上是完全一致的;而元素分析结果也初步证明了产物的结构与设计的目标分子相符合.     

溴水脱硫对煤自燃特征温度及活性基团的影响

以山西柳湾和两渡的炼焦精煤为研究对象,利用热重分析(TG-DTG)、X射线光电子能谱(XPS)和红外光谱(FTIR)等测试技术,研究了室温环境下溴水脱硫对煤自燃特征温度与煤活性基团的影响.结果 表明:随着脱硫次数增加,煤进入氧化增重阶段的起始温度向高温区偏移,煤进入快速燃烧阶段与达到最大失重速率的温度点均向低温区偏移,即煤的氧化自燃进程加快.煤的发热量呈下降趋势,但最多仅降低原煤发热量的3.4％.煤表面C元素、N元素和S元素含量随着脱硫次数的增加而规律性地减少,而O元素含量呈增加趋势,煤中硫醇、硫醚、噻吩、芳碳、碳氢键碳与质子化吡啶等官能团相对含量逐渐降低,砜、亚砜、羧基、羰基、吡啶、吡咯与氮氧化物等含氧官能团相对含量逐渐增加,说明脱硫后煤中各元素以更高的价态存在,溴水脱硫是一个氧化过程.IR光谱显示芳香族官能团和脂肪烃官能团中的C— H键伸缩振动锋均变弱,含氧官能团中的C=O双键和酚羟基中的C—O—H键伸缩振动峰均变强,说明煤中C—H键含量减少,C=O双键和C O H键含量增大,这与TG-DTG和XPS的分析结果相一致,说明脱硫后煤中的C元素、S元素和N等元素被氧化,煤的氧化程度变高.     

响应面法优化松香基咪唑啉合成工艺及缓蚀性能研究

以3-氯-2-羟基丙烷磺酸钠为季铵化试剂,松香和二乙烯三胺为原料,聚乙二醇600为相转移催化剂,合成了松香基咪唑啉。在单因素试验的基础上,利用响应面法优化松香基咪唑啉的合成工艺条件为:反应时间5 h、催化剂用量为松香基咪唑啉中间体物质的量的14%、反应温度123℃、n(3-氯-2-羟基丙烷磺酸钠)∶n(松香基咪唑啉中间体)=0.89∶1、m(水)∶m(异丙醇)=2.14∶1,在此条件下松香基咪唑啉中间体进行S_N2亲核取代生成Na Cl的含量最高,为12.73%。采用红外光谱和核磁共振(~(13)C NMR)对较佳工艺条件下合成的松香基咪唑啉的结构进行了表征,同时测定了其在盐酸介质中的缓蚀性能,测试结果表明,以占盐酸质量0.6%的松香基咪唑啉作为缓蚀剂,在质量分数为15%的盐酸介质中30℃下腐蚀48 h,其对A3钢片的缓蚀率可达84.79%。     

新化合物1-氯-4-双二茂铁丙烷基-1-丁烯-3-炔的合成与表征

以双二茂铁丙烷基乙炔和顺-1,2-二氯乙烯为原料,合成了新的双二茂铁丙烷基乙炔基化合物1-氯-4-双二茂铁丙烷基-1-丁烯-3-炔[FcC(CH3)2Fc’C≡C—CH=CHCl(Fc=C5H5FeC5H4,Fc’=C5H5FeC5H3)]。利用红外光谱、核磁共振谱、质谱和元素分析等分析测试手段,对化合物的组成和结构进行了分析,确定了标题化合物的分子结构。     

含能功能化氧化石墨烯的制备、热分解行为及其对AP热分解的催化作用

为了提高氧化石墨烯(GO)对高氯酸铵(AP)热分解反应的催化活性,以GO和2,4,6-三硝基苯胺(TNA)为原料,N,N-二甲基甲酰胺、三乙胺为溶剂和酸束缚剂,合成一种新型含能功能化氧化石墨烯(EFGO);采用HRTEM、FT-IR、Raman和XPS表征了EFGO结构;采用TG-DTG和DSC分析了EFGO的热分解行为及EFGO对AP热分解反应的催化作用。结果表明,TNA通过共价键修饰至GO片层表面,其中,TNA分子中的—NH2与GO片层表面的C—O—C发生开环反应,生成C—NH键;EFGO热稳定性高,在143.8~770.0℃范围内发生了非常缓慢的失重过程,最大失重率发生在约172.1℃,整个过程失重21.2%;EFGO质量分数分别为2.5%、5%和10%时,可使AP在高温阶段的分解峰温分别降低25.6、48.0和113.1℃,表观分解放热量分别增加371、1499和2693J/g;表明EFGO对AP热分解反应的催化活性相对于GO得到显著提高,将其作为非金属含能催化剂应用于AP基固体推进剂具有潜在的应用前景。     

VMo/γ-Al_2O_3催化剂上丙烷氧化脱氢制丙烯

以浸渍法制备VMo/γ-Al_2O_3和VMo Mg/γ-Al_2O_3催化剂,考察其催化丙烷氧化脱氢制丙烯的反应活性,采用XRD、UV-Vis DRS和In suit IR对催化剂进行表征。结果表明,V负载质量分数为3%、Mo负载质量分数为7%时的3V7Mo/γ-Al_2O_3催化剂表现出较好的催化性能;添加Mg后催化剂的催化性能有所改善,反应温度500℃时,丙烷转化率为18.19%,丙烯选择性74.76%。丙烷和丙烯在3V7Mo/γ-Al_2O_3和3V7Mo4Mg/γ-Al_2O_3催化剂上吸附后,C—H键的H与催化剂活性中心的晶格氧发生作用形成H—O键,且3V7Mo4Mg/γ-Al_2O_3催化剂上出现C—O键的温度比3V7Mo/γ-Al_2O_3催化剂高,表明加入Mg有利于提高丙烯选择性。     

(2,2-双二茂铁基丙烷)-6,6′-二甲酸的合成与表征

用2,2-双二茂铁基丙烷与邻氯苯甲酰氯在AlCl3催化下合成了6,6′-二(邻氯苯甲酰基)双二茂铁基丙烷,然后在叔丁醇钾的存在下解离成相应的(2,2-双二茂铁基丙烷)-6,6′-二甲酸。利用元素分析、红外光谱和核磁共振氢谱对合成的化合物进行了表征。     

水杨醛Schiff碱的双核铜配合物的晶体结构及磁性研究

以水杨醛双缩乙二胺为前驱体,利用简便的液相反应合成了五配位的、具有变形四方锥形结构的Schiff碱双核铜配合物,并通过元素分析、FT-IR、X-射线单晶衍射对其进行结构表征。结果表明,配合物(C16H14Cu N2O2)属于单斜晶系C2/c,a=26.636(5)A,b=6.987 0(14)A,c=14.736(3)A,Z=8,V=2 719.1(9)3,Mr=329.83,F(000)=1 352,R=0.056 0,wR=0.126 3。结构分析表明,该配合物是由两个基本单元C16H14Cu N2O2所组成,每个基本单元由1个Cu(Ⅱ)离子和1个水杨醛双缩乙二胺分子组成。配合物分子之间通过分子间C—H…O氢键的弱相互作用沿晶体学c轴方向组装形成二维网络结构。探究了配合物的荧光和磁性。结果表明,标题配合物相对于自由配体发生了完全的荧光淬灭现象,在10~300 K,配合物具有顺磁性。     

2,2-二(3,5-二氨基- 4-羟基苯基)丙烷的合成

2,2-二(3,5-二氨基-4-羟基苯基)丙烷是一种新型膨胀型阻燃剂和合成N-P系膨胀型阻燃剂的中间体。研究了Fe-A l/C催化水合肼还原2,2-二(4-羟基-3,5-二硝基苯基)丙烷合成2,2-二(3,5-二氨基-4-羟基苯基)丙烷的反应条件。结果表明:对20 mmol的反应物,Fe-A l/C催化剂的用量为0.6 g,反应温度为75℃,反应时间为5 h,物料比n〔2,2-二(4-羟基-3,5-二硝基苯基)丙烷〕∶n(水合肼)=1∶12时,还原产率为93.75%,w〔2,2-二(3,5-二氨基-4-羟基苯基)丙烷〕=96.5%(HPLC),Fe-A l/C催化剂可以重复使用7次。产物经元素分析、红外光谱、核磁共振和质谱分析确证。     

二苄基硫醚和二苄基二硫醚中硫的热迁移机理

以二苄基硫醚(DBS)和二苄基二硫醚(DBDS)为有机含硫模型化合物,以二苯甲烷(DPM)亚甲基作为活性氢源,研究了反应温度对DBS中C烷—S键及DBDS中C烷—S和S—S键断裂以及硫的热迁移的影响.结果表明:200℃以下,DBS中C烷—S键未断裂;225℃以上,DBS中C烷—S键能够发生有效热断裂.而模型化合物DBDS在200℃时C烷—S和S—S键可发生有效热断裂.两种化合物热断裂反应遵循自由基型反应机理,两种模型化合物中硫的热迁移历程基本相同,主要产物是甲苯(PhMe)、二苯乙烯(DPE)、二苯乙烷(DPEA)和三苯乙烯(TPE),有机含硫化合物很少,说明温和条件下化合物DBS中C烷—S键及DBDS中的C烷—S和S—S键能有效热断裂,热断裂硫能有效以气体H2S形式迁出,少量转化为其他形态有机硫.