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。     

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.     

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。     

麦草的催化热化学液化研究 Ι.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。     

玉米秸秆多羟基醇液化研究

研究了玉米秸秆在多羟基醇中的液化反应,结果表明液化剂用量、反应温度、反应时间以及催化剂用量等条件对玉米秸秆液化反应有较大的影响。以聚乙二醇和甘油的混合物为液化剂,在温度为160℃、时间为30 min、液化剂用量为玉米秸秆质量的4.5倍、浓硫酸用量为液化剂用量的3.25%时,液化率可达到90%,所得到的玉米秸秆液化产物羟值为380 mg/g,黏度为353 mPa·s。同时通过红外光谱分析了玉米秸秆液化的有关机理。     

亚/超临界乙醇-水体系中磺化碳固体酸催化液化玉米秸秆

以微晶纤维素为原料,通过炭化和磺化制备了一种磺化碳固体酸催化剂,利用红外光谱和扫描电镜等方法对其进行了表征。研究了该催化剂在亚/超临界乙醇-水溶剂中针对玉米秸秆的催化液化性能,考察了反应温度、催化剂用量、乙醇/水体积比等因素对生物油得率的影响。结果表明:在反应温度320℃、催化剂用量为原料质量分数的6%、乙醇/水体积比为1/1、反应时间3 h条件下,生物油得率可达52%。     

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。     

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。     

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。     

两种沙生灌木的液化及其产物的FT-IR分析

以苯酚为液化剂对沙生灌木进行液化实验,分别对液化前后的沙柳、柠条进行FT-IR分析。结果显示:沙柳、柠条的液化效果随液化温度、催化剂的用量、液比的增加而增加;在150℃,催化剂用量7%,液固比4:1,液化时间120 min的条件下,沙柳的残渣率为3.79%,柠条的残渣率为11.25%。     

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。     

植物纤维原料液化新技术

介绍了植物纤维原料液化的几种新技术。植物纤维在微波作用下可以有效地液化,反应时间也显著缩短,即使是结晶度较高的纤维素也可充分降解;固体酸催化剂有较高的催化活性和选择性,而且可以循环利用;离子液体能使液化反应在近似均相的反应体系中进行,能高效地溶解纤维素、木质素和半纤维素,提高液化效率。超临界流体具有高扩散性和低表面张力,能够很好地渗透到固体内部,是植物纤维原料液化的优异溶剂。     

Acid‐catalyzed liquefaction of waste paper in the presence of phenol and its application to Novolak‐type phenolic resin

Liquefaction of waste paper (WP) was performed in the presence of phenol with an acid catalyst. Newspaper (NP) was liquefied more easily than box paper (BP) or business paper (BNP). Differences in the degree of liquefaction were due to different chemical compositions. That is, NP had a relatively high lignin content, which is known to be easily liquefied, whereas BP and BNP were mainly composed of cellulose with a crystalline structure, which is difficult to liquefy. The acid concentration and phenol/WP ratio were more important factors in the regulation of liquefaction than reaction temperature. The changes in the apparent molecular weight depending on the reaction time were more significant for phenolated NP, with high lignin content, than for phenolated BP. The obtained phenolated products showed thermal flow properties and reactivity as good as those of phenolated wood and commercial Novolak resin. Thermosetting moldings were obtained from phenolated products, and their flexural properties and thermal stability were comparable to those of phenolated wood and commercial Novolak resin. Flexural properties were further improved by the cocondensation reaction between the unreacted phenol of phenolated products and formaldehyde. © 2002 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci 83: 1473–1481, 2002     

A KINETIC STUDY OF SULFURIC ACID-CATALYZED LIQUEFACTION OF WOOD INTO PHENOL

The powders of monarch birch wood (Betula maximowiczina Regel) were liquefied into phenol using sulfuric acid as a catalyst at various temperatures and reaction times. Typical kinetic parameters of the degrading reaction of wood in the presence of phenol and the acid were determined using typical kinetic models. In addition, the activation parameters of the liquefaction of wood were determined according to transition-state theory. The results of showed percent liquefied wood that about 100% of the wood could be liquefied into phenol at a temperature of 150°C for about 2 h. However, about 68% of phenol was found to react mainly with wood components along with sulfuric acid and phenol itself. The kinetic studies showed that the liquefaction of wood into phenol using sulfuric acid obeyed a bimolecular type second-order reaction and Arrhenius law. The activation energy of the liquefaction was 68.5 kJ mol^-1. Furthermore, the findings related with activation enthalpy showed that the liquefaction of wood possessed a primarily endothermic reaction nature.     

泡桐水中直接液化制取生物油的实验研究

以水为溶剂,Na₂CO₃为催化剂,在 1 L 高压釜中对泡桐直接液化制取生物油。实验结果表明,在原料量 80 g,水 480 mL,催化剂用量 5%,搅拌速率 300 r/min,停留时间5～10 min,液化温度为300～315℃ 的条件下得到了较佳的液化效果,生物油总产率可达到 60% 以上,残渣率可降至 2% 以下。