桉木化学机械浆碱木素热解特性初步研究

采用酸析法分离桉木碱性过氧化氢法(APMP)制浆废液中的碱木素,应用热重红外联用(TG-FTIR)分析方法对碱木素的热解特性进行初步研究,并对热解过程中挥发性产物释放规律进行追踪。热重分析(TG)结果表明,热解主要分为玻璃态转化、主要热解、残留物质缓慢分解3个阶段;傅里叶红外光谱(FTIR)分析结果表明,热解阶段可挥发性产物有H2O、CO2、CO、CH4、酚醇类化合物和醛酮类化合物,反应时间在2000 s以后的高温阶段热解产物主要为CO和CO2。其中,CH4、醛酮类化合物、酚类和醇类化合物释放主要集中在300～600℃之间,且产率均较高。     

红麻木质部化机浆残余木素的特性

本文对红麻本质部化机浆磺化和Ｈ２Ｏ２漂白后的残余酶解木素的特性进行了研究，研究结果表明：磺化和漂白后木素的提取率下降，残余木素的平均分子量减小，磺化后红麻木质部酸溶木素含量增加，木素中酯键和烷基芳基醚键等连接型式有一定程度的断裂，木素自由基减少，共轭羰基、邻醌结构和酚羟基有所增加，Ｈ２Ｏ２漂白可以破坏部分邻醌结构和共轭羰基，而木素中甲氧基、酚羟基含量有所上升。     

蔗渣磨木木素(MWL)热解过程的初步研究

本文采用热失重、热解气相色谱质谱联用等分析方法,分析了蔗渣磨木木素的热化学特性,同时对蔗渣磨木木素快速热解过程进行了初步研究.蔗渣磨木木素在隋性气体氛围下,热化学裂解形成大量含苯环的木素基本结构单元衍生物,部分进一步降解成小分子化合物.其热化学降解特征表现为自由基反应模式.     

木素磺酸盐经催化热分解向轻质芳烃的转化

以轻质芳烃苯、甲苯、二甲苯以及萘（BTXN）为目标产物，使用粉粒流化床对制浆废液中的木素磺酸盐进行了催化热分解实验，研究了常压下催化剂的种类、氛围气体、热分解温度等因素对热分解中间产物BTXN收率的影响。实验结果表明，术素磺酸盐含硫量高，而且挥发物质随温度变化大。在非活性流化介质硅砂下，反应气体的种类对木素磺酸盐热分解产物的影响较小；在氢气气氛下，催化剂CoMo-B可大大促进初次热分解来的焦油二次加氢分解反应，使中间产物苯、甲苯、二甲苯和萘等轻质芳烃化合物的收率有了明显提高，质量分数达2．52％，是介质硅砂条件下的3．3倍。要提高中间产物BTXN的收率，选择抗硫性强、加氢活性高的催化剂十分重要。     

碱木素热解特性的初步研究

用热重分析法研究了从黑液中提取碱木素的热解行为及其动力学规律,并分析了碱木素在不同升温速率下的热解特性。结果表明,碱木素的非等温失重过程由脱水、保持、剧烈失重和缓慢失重4个阶段组成,其热解的主要阶段大约在250～500℃,热解开始较早且持续的时间较长,热解后残余物的质量分数高达30%;根据Coats-Redfern法可描述热解过程并计算出样品在不同升温速率下的热解动力学参数。     

不同温度条件下木素模型物的热裂解产物的GC/MS研究

合成了一种β-O-4型木素模型化合物即愈创木基丙三醇-β-愈创木基醚,并利用红外光谱,核磁共振谱对其进行了分析和确认。在此基础上,研究了不同温度条件下(315℃~500℃)木素模型物的热裂解行为,利用GC/MS定性分析了裂解产物,讨论了部分产物与裂解温度之间的关系。实验结果表明:木素模型物在高温下(<400℃),裂解成愈创木酚、4-酰基愈创木酚等小分子的碎片,模型物裂解产物种类随温度的升高随之增多,但在更高的温度(>400℃),裂解的产物发生了聚合。     

木素模型物愈疮木酚结构和热解机理的量子化学研究

本文采用Gaussian量子化学计算软件,运用密度泛函理论方法,对愈疮木酚木素模型物的分子几何构型、Mulliken布居数、键能值、热力学参数进行了理论计算研究,以研究木素热解机理,为深入理解木素大分子的热裂解行为奠定一定的理论基础。     

竹浆黑液木质素热解油分子尺寸的量子化学计算及其分布特性研究

黑液木质素主要以生物质制浆造纸过程中的固体残渣形式存在,是一种潜在的生产高价值化学品的原料。本研究采用异核单量子相干核磁共振技术(HSQC-NMR)表征了竹浆黑液木质素和热解重油,并用量子化学计算方法研究了黑液木质素在600℃高温条件下热解油组分的分子尺寸。结果表明,竹浆黑液木质素由G型、S型和H型木质素单元构成,热解油的主要组分为酚类、酮类、醇类和醚类化合物。热解油小分子组分的y维度与动力学直径主要集中在6.5~8.4Å区域。根据量子化学计算结果,木质素催化热解制备高品质液体燃料可选用孔径尺寸在6.5~8.4Å的分子筛催化剂。     

脱墨污泥热解气化特性研究

采用XRD、SEM、FTIR等测试手段对脱墨污泥的物相、形态及结构进行了表征。在CO2气氛下,利用TG-FTIR联用技术研究了脱墨污泥的热解气化特性。研究结果表明:脱墨污泥含有碳酸钙、高岭土、油墨及短纤维素纤维;脱墨污泥的热解气化过程可以分为3个阶段,即水分析出阶段、有机物分解和高岭土失水阶段以及矿物质分解和残炭气化阶段;温度在345℃左右产生CO和羟基物质,483℃左右产生C6H6和甲氧基化合物,800℃左右产生大量CO;热解气化产物还有酮、羧酸、烯烃、芳香族化合物、烷烃、酯、醇、苯及苯的衍生物等。     

木质素在溶剂体系中解聚及所得寡聚物的特性研究

以桉木有机溶剂木质素为原料,异丙醇/水作为溶剂,Ni-Ru/Hβ为催化剂,探讨了异丙醇/水体积比、反应温度及时间对木质素解聚液相产物转化率、单酚得率的影响;对液相产物进行溶剂分级萃取,得到富含寡聚物的组分,再结合气相色谱-质谱、电喷雾电离（ESI）源的高分辨率质谱、凝胶渗透色谱等表征手段,探究了木质素解聚液相产物中寡聚物含量及其结构特性。结果表明,将木质素在异丙醇/水混合溶剂（体积比3∶1）体系中于300℃下反应4 h,液相产物得率为81.0%,固相产物得率仅为11.3%,且液相产物中单酚得率为13.7%;从液相产物中所得两组富含寡聚物组分占液相产物质量的22.6%。     

废弃香烟过滤嘴辅助增强木质素微波解聚特性

木质素微波解聚存在转化效率偏低、二次反应剧烈等问题。本研究通过在木质素中添加一定比例的废弃香烟过滤嘴(UCF)颗粒来辅助增强木质素的快速解聚和调控产物组分分布。结果表明,随着UCF添加量的增大,生物油产率逐渐增加,生物炭产率呈下降趋势。与理论产率相比,UCF的加入更有利于生物油和生物炭的生成。对生物油化学成分定量分析发现,UCF的加入能够通过脱甲氧基或脱羟基作用来降低愈创木基酚类化合物的产量。当UCF添加量为60%(相对于木质素)时,对羟苯基酚类化合物(127.53 mg/g)和芳香烃类物质(22.28 mg/g)的产量达到最高。对固体产物分析发现,生物炭比表面积随着UCF添加量的增大而逐渐增加,同时UCF加入能够形成炭纤维结构并在木质素炭上附着和生长。本研究发现UCF和木质素在微波解聚过程中发生了显著的协同效应,对于木质素的高效转化和废弃资源高值化利用具有积极意义。     

生物质组分快速热解联产生物质炭和碳纳米管的研究

以纤维素、木聚糖和碱木质素为原料,通过快速热解的方法,使热解挥发性组分在泡沫镍催化下形成上层炭,同时固体产物形成残留固体炭（即下层残炭）。纤维素和木聚糖所得上层炭中含有大量的碳纳米管（CNTs）,且掺杂有部分石墨片,而碱木质素则难以形成CNTs。其中,纤维素CNTs比木聚糖CNTs含有更多的石墨化碳,并且纤维素CNTs的石墨化程度、比表面积和产率均较高。纤维素残炭和木聚糖残炭则为致密块状结构,石墨化程度低;纤维素残炭的得率更高,因此纤维素整体的利用率比木聚糖高。结果表明,纤维素和木聚糖的热稳定性较低,热解过程可以产生大量的挥发性组分,且大多为小分子,为CNTs的形成提供了较充足的碳源,而碱木质素的热稳定性高,且热解气体产物少,不利于CNTs的形成。     

农林废弃物热解液化机理及其主要影响因素

本文综合论述了农林废弃物热解液化的机理,影响其液化产物得率和质量的主要因素及催化剂对液化油的改善。     

竹柳碱木素热裂解研究

添加和不添加助剂的竹柳碱木素在700℃下反应15 min,对热解产物重油采用核磁共振波谱（磷谱31P-NMR与碳谱13C-NMR）和凝胶渗透色谱分析。结果表明,在使用沸石助剂后,热解产物总油量和重油含量下降,气体含量增加,固体焦炭含量基本保持不变。重油脂肪族羟基和羧基含量下降明显,对酚羟基含量增加。轻油中甲醇、邻苯二酚含量下降,乙酸含量不变,水含量增加。添加不同助剂,重油的质均相对分子质量、数均相对分子质量变化趋势不一致,但相对分子质量分散性略微增加。     

传统熏烤木材中木质素结构表征及其热解特性

为探究传统熏烤肉制品熏烤时所采用不同化学组成及结构的木材类型对产生有害物质多环芳烃的种类和生成量的影响,以传统熏烤肉制品生产时常用的松木、杨木、榉木、枣木、苹果木5种木材为研究对象,通过红外光谱、拉曼光谱、热重及热重-红外联用分析,考察5种木材中木质素的结构特征及其热解特性。结果表明：5种木材中木质素含量,以及木质素中愈创木基结构单元（G）、紫丁香基结构单元（S）含量均存在差异;热解过程基本可分为3个阶段,主要发生在200～500℃范围内,但是5种木质素的质量损失速率、质量损失温度、热解速率、热解温度均不同,说明不同木质素的热稳定性存在显著差异。熏烤木材中木质素含量,S/G结构含量及侧链结构上差异可导致其热稳定性的不同,而热解特性的不同则进一步影响多环芳烃等有害物的生成。     

木质素氧化解聚衍生芳香族化合物的研究进展

木质素作为自然界最丰富的可再生芳香族资源,由于具有复杂的三维网状结构和顽固的抗性,难以高值化利用。全球约有90%的工业木质素被直接用于燃烧发电,造成了极大的资源浪费。木质素氧化解聚转化为芳香族化合物是对其高值化利用的重要手段,本文在介绍木质素结构和种类的基础上,综述了木质素氧化解聚的研究进展,主要从化学催化氧化、电化学氧化、生物催化氧化解聚木质素的方法和氧化解聚产物4个方面进行总结,分析了各种氧化解聚方法的优缺点和适用范围,以及不同氧化解聚方法对木质素衍生产物的选择性影响。     

木质素/PAM黏附水凝胶传感材料的制备与性能研究

本研究以木质素和丙烯酰胺为原料,制备了具有一定机械性能及黏附性的木质素/聚丙烯酰胺复合水凝胶.结果表明,添加木质素有利于提高复合水凝胶的力学性能及黏附性能.在木质素含量1％时,复合水凝胶的拉伸应变525％,拉伸应力50kPa,韧性11.2MJ/m3,压缩应变88.7％,压缩应力97kPa,且木质素的加入使复合水凝胶的黏...     

油茶壳木质素理化性质及表征

为充分利用油茶壳资源,研究分别采用醋酸法和碱法提取油茶壳木质素,并对其基本成分、理化性质和结构表征进行了分析.结果表明:提取的醋酸木质素(91.87％)纯度略微低于碱木质素(93.37％);且醋酸木质素中[C]和固定碳含量较高.两种木质素抗氧化力远大于油茶壳粗膳食纤维;与碱木质素相比,醋酸木质素持水力、溶胀力分别增加了...     

黑液中木素生物降解性能的研究

针对木素难生物降解的特点，研究了木素在普通活性污泥中的生物降解性能，并探讨环境因素如ｐＨ、时间、污泥接种量及营养物质的种类及数量对木素生物降解的影响。研究环境因素的改进对木素生物降解性能产生的影响，如活性污泥的驯化、培养基的改良所产生的效果。同时还研究了微生物在厌氧及好氧条件下对木素生物降解产生的影响。     

木质素季铵盐表面活性剂的合成

利用环氧氯丙烷与三甲胺盐酸盐在碱性条件下反应,生成环氧丙基三甲基氯化铵中间体。根据环氧值和转化率确定了制备中间体的最佳工艺条件:n(环氧氯丙烷)∶n(三甲胺盐酸盐)=1.0∶1.2,反应时间3 h,反应温度50℃。以该条件下制备的中间体与木质素反应,合成木质素季铵盐表面活性剂,确定其最佳工艺条件:m(中间体)∶m(木质素)=1∶2,反应时间6 h,反应温度72℃。通过红外光谱分析及黏度和表面张力的测定,表明合成的木质素季铵盐表面活性剂样品黏度大,表面张力小,表面活性明显提高。