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。     

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。     

微波加热下含铬革屑助废弃竹屑的半液化

以废弃竹屑为原料,在含铬革屑(LS)、盐酸和少量苯酚微波辅助形成的液化助剂作用下,制备了一种半液化竹粉,用于竹木板材的黏合。采用单因素实验,考察液化时间、液化温度、LS用量以及液固比[m(水)∶m(竹粉)]对液化效果的影响。用FTIR、SEM与DSC表征分析了竹粉半液化前后差别。在LS用量为12%(以竹粉质量为基准,下同),液固比为5∶1,微波加热温度150℃反应15 min的条件下,竹粉的液化率可达60.95%。结果表明,LS对竹粉具有催化液化作用,且制备的液化产品作为黏合剂制备胶合板能满足GB/T 9846—2015《普通胶合板》中Ⅱ类胶合板指标。该研究为两种废弃物的资源化利用提供参考。     

竹粉在多元醇中热化学液化的研究

以不同多元醇作为液化剂,硫酸为催化剂,在液固比为10∶3的条件下将竹粉一次性加入进行液化,研究了竹粉的液化效率,采用了分步液化法来降低液固比.结果表明,竹粉一次性加入进行液化,聚乙二醇(PEG-400)/甘油(质量比80/20)混和液化剂的液化效果最好;分步液化时在液固比为10∶6的情况下,PEG/甘油体系中的液化残渣率可控制在10%以内,同时液化产物还具有良好的流动性,羟值为230～310 mgKOH/g,适用于聚氨酯胶粘剂的制备.     

磷钨酸催化液化玉米秸秆工艺研究

以磷钨酸为催化剂,混合多元醇为液化剂,在高压反应釜中对玉米秸秆进行催化液化试验。通过单因素和正交试验设计,详细考察催化剂用量、液化剂与玉米秸秆质量比(液固比)、反应时间和反应温度对玉米秸秆液化效果的影响。试验结果表明,在聚乙二醇400和乙二醇质量比6∶1,液固比12∶1,催化剂用量3%,反应时间75 min,反应温度150℃的条件下进行液化,玉米秸秆液化率为86.84%。     

响应面分析法优化木材微波液化的工艺研究

以醇解的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)饮料瓶为液化剂,甘油为辅助液化剂,微波辅助加热,用2.5%H2SO4催化液化木材。采用Design-Expert7.1软件对木粉微波液化试验进行了方案设计和试验结果分析。选取液化温度、液化时间、液固比和微波辐射加热功率等四个因素进行中心组合设计;运用响应面法对木材微波液化工艺参数进行优化,得到了综合液化率与试验影响因素之间的定量数学关系模型,以及各个单因素和交互作用对液化率的影响结果,给出了木粉液化率的残差分布以及不同操作变量之间的综合液化率等值线和三维关系。木粉的微波液化实验最优条件为:反应时间10.51min,液固质量比3.93,液化温度154.7℃,微波辅助加热功率3.71kW,该条件下能使木粉完全液化。     

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%。     

毛竹多元醇液化及液化产物的分析

以多元醇和丙三醇为液化剂,硫酸为催化剂,对毛竹粉进行了液化实验。通过单因素分析和正交实验方法研究竹粉多元醇液化工艺,从节省能源和时间的角度考虑,确定其最佳液化工艺条件为:聚乙二醇400与丙三醇质量比为80∶2 0,在液固质量比3.5∶1、硫酸质量分数3%、反应温度160℃、反应时间90 min时,液化率可达99.32%。所得毛竹粉多元醇液化产物的羟值为28～142.63 mg/g,黏度为100～840 mPa.s。并用红外光谱、GC-MS、凝胶渗透色谱分析了液化产物。     

微波液化木材及聚醚多元醇的制备

以醇解的聚酯(PET)饮料瓶为液化剂,甘油作辅助液化剂,微波辅助加热,用2.5%H2SO4催化液化木材。分别讨论了微波功率、液固比/反应时间和温度对液化率的影响。结果表明,在微波功率500 W,反应时间15 m in,温度150℃,液固比为4的条件下,木材液化率99.16%。以此液化物为起始剂,选用双金属氰化物MMC催化环氧丙烷开环聚合,通过改变环氧丙烷的用量制备了不同聚醚多元醇,并采用傅里叶变换红外(FT-IR)、凝胶色谱(GPC)及热示差扫描(DSC)等分析手段对起始剂和不同聚醚多元醇的结构、分子质量分布和耐热性进行了对比表征。研究表明聚醚多元醇的羟值、酸值、黏度随环氧丙烷用量增加减小,分子质量分布随之变窄,热稳定性下降。     

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。     

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。     

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。     

Liquefaction and characterization of residue of oleaginous yeast in polyhydric alcohols

The residue of oleaginous yeast (ROY) was liquefied in polyhydric alcohols using sulfuric acid as catalyst. The effects of some liquefaction conditions on the liquefied residue rate, such as liquefaction temperature, catalyst loading, reaction time, glycerol concentration and solvent/ROY ratio, were discussed. The liquefied residue rate decreased as the reaction time, liquefaction temperature, catalyst loading, solvent/ROY ratio increased. The re-polymerization of liquefied products was favored in later stage reaction. Higher catalyst loading and lower solvent/ROY ratio could accelerate the re-polymerization of liquefied products; thus the liquefied residue increased. Fourier transform infrared (FT-IR) analyses showed that the main component of ROY is polysaccharide. The gas chromatography and mass spectrometry (GC-MS) analysis showed that liquefied products of ROY included alcohols, acids, ketones, aldehydes, amide, ester and their derivatives.     

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。     

Microwave irradiation promoting acid hydrolysis of straw pole into reducing sugar in ionic liquid ［Bmim］Cl

以［Bmim］Cl离子液体为介质,研究了微波辐射加热对硫酸催化稻草秸秆水解的促进作用,并对水解产物中的还原糖进行了测定。着重考察了［Bmim］Cl离子液体用量、硫酸浓度、反应温度和反应时间等因素对还原糖收率的影响,并采用正交试验法对微波辐射下稻草酸水解条件进行了优化。结果表明,在［Bmim］Cl离子液体介质中,用微波辐射加热促进稻草酸水解制备还原糖的最佳条件是：［Bmim］Cl用量10.0ml,硫酸浓度10.0%,微波加热温度85℃,反应时间60 min。在此条件下还原糖的收率可达到23. 22%,而常规酸水解得到的还原糖收率仅为18.74%。通过显微镜和红外光谱对水解残余物与稻草原料进行分析后发现：水解后的稻草残渣变细、变薄,并且与稻草原料的结构基本一致,保留了较好的纤维素特征。     

［Bmim］Cl离子液体中微波辐射加热促进稻草秸秆酸水解制备还原糖

以［Bmim］Cl离子液体为介质,研究了微波辐射加热对硫酸催化稻草秸秆水解的促进作用,并对水解产物中的还原糖进行了测定。着重考察了［Bmim］Cl离子液体用量、硫酸浓度、反应温度和反应时间等因素对还原糖收率的影响,并采用正交试验法对微波辐射下稻草酸水解条件进行了优化。结果表明,在［Bmim］Cl离子液体介质中,用微波辐射加热促进稻草酸水解制备还原糖的最佳条件是：［Bmim］Cl用量10.0ml,硫酸浓度10.0%,微波加热温度85℃,反应时间60 min。在此条件下还原糖的收率可达到23. 22%,而常规酸水解得到的还原糖收率仅为18.74%。通过显微镜和红外光谱对水解残余物与稻草原料进行分析后发现：水解后的稻草残渣变细、变薄,并且与稻草原料的结构基本一致,保留了较好的纤维素特征。     

镍电解一次铁渣浸出的研究

控制不同工艺条件浸出镍电解一次铁渣研究表明,升高温度有利于铁渣中铁、镍、铜元素的浸出;当反应体系温度≥60℃时,采用浓度为20%的硫酸浸出镍电解一次铁渣,反应1.5 h,可以将铁渣中的绝大多数铁、镍、铜元素浸出;正交实验表明,当控制反应时间为1.5 h时,镍电解一次铁渣浸出的最佳工艺条件为:硫酸浓度20%,反应液固比10∶4,反应温度90℃。