蔗渣碱木质素制紫丁香醛和香兰素的研究──Ⅰ.蔗渣碱木质素低分子氧化产物的制备

本文化选了蔗渣碱木质素碱性氧化制备紫丁香醛、香兰素等木质素氧化产物的催化剂和最佳工艺条件。在选定的最适工艺条件下，蔗渣木质素三种主要氧化产物紫丁香醛、香兰素和对羟基本甲醛的氧化转化率为19．39％，其中紫丁香醛和香兰素为17．19％，表明选用蔗渣碱木质素为原料，应用本文所提供的工艺以生产紫丁香醛和香兰素是可行的。     

膨胀石墨阻燃碱木质素-聚氨酯泡沫性能研究

将精制后的碱木质素部分代替聚醚多元醇,利用一步发泡法与聚异氰酸酯(PMDI)制备碱木质素-聚氨酯泡沫材料(PUF/碱木质素),同时利用膨胀石墨(EG)制备阻燃型碱木质素-聚氨酯泡沫材料(PUF/碱木质素/EG),通过极限氧指数(LOI)测试对所制试样的阻燃性能进行分析。利用热重分析(TGA)和扫描电子显微镜(SEM)测试,分别研究了所制试样的热降解行为、成炭性能及残炭形貌。结果表明:当碱木质素替代量为5%、EG添加量为30%时,PUF/碱木质素/EG材料的LOI达到26.1%,EG的加入提高了PUF材料的成炭量,从而达到了提高材料阻燃性能的目的。     

铁酸铜催化双氧水氧化降解碱木质素

采用双氧水、铁酸盐复合氧化体系,在碱性条件下,探究了麦草碱木质素氧化降解制备单酚类化合物的工艺条件。结果表明以铁酸铜为催化剂能促进木质素醚键的断裂,显著地提高单酚收率,在一定程度上碱浓度的增大以及双氧水量的增加,有利于提高单酚收率。     

微波消解预处理碱木质素制备阳离子型表面活性剂

以碱木质素（AL）为原料,采用微波消解预处理AL,随后采用季胺化反应制备得到木质素基离子型表面活性剂。探究H₂O₂用量、微波功率、微波时间对产物性能的影响,并利用电位滴定、傅里叶变换红外光谱仪、紫外-可见分光光度计和光学接触角测量仪等对AL及其季铵化产物（ALG）、微波消解预处理木质素（ALM）及其季铵化产物（即木质素基阳离子型表面活性剂,ALMG）进行表征。结果表明,微波消解预处理的最佳反应条件是：H₂O₂用量8.4 wt%、微波时间7 min、微波功率140 W。经微波消解预处理后,ALM的酚羟基含量明显提高（由AL的1.29 mmol/g提高至ALM的2.39 mmol/g）。经季铵化接枝后,ALMG具有较低的表面张力,相同质量浓度（0.1 g/L）下,ALMG溶液的表面张力为36 mN/m,显著低于ALG溶液的表面张力（47 mN/m）;ALMG临界胶束浓度值为0.6 g/L,可用作润湿剂。     

碱木质素基多孔炭材料的制备及其在超级电容器中的应用

以碱木质素为原料,按照其与NaOH质量比(简称碳碱比) 1∶1、1∶3、1∶5进行混合,利用实验室小型管式炉热裂解制备碱木质素基多孔炭材料,对多孔炭材料进行了场发射扫描电子显微镜、粒径、有机元素和傅里叶变换红外光谱分析;并采用自制碱木质素基多孔炭材料制备超级电容器,通过循环伏安测试和恒流充放电测试分析其电化学性能。结果表明,碱木质素基多孔炭材料形貌都呈球状或半球状,有大量孔结构,表面粗糙有起伏,碳碱比从1∶1变化到1∶5,平均粒径分布逐渐减小。碳碱比为1∶1时,碱木质素基多孔炭材料制备的超级电容器电化学性能最优,随着电流密度从0. 1 A/g增加到1 A/g,其比电容从71 F/g下降到62 F/g,下降13%左右;在1 A/g的超大电流密度下充放电循环500次,比电容依然维持在62 F/g,循环性能良好。     

碱溶透析和酸析处理对碱木质素物化性质和Pb2+去除性能的影响

采用XPS、静态接触角、颗粒表面电荷、扫描电镜、官能团分析等方法来研究碱木质素经过碱溶透析和碱溶酸析处理后的物化性质的差异，探讨碱木质素分子聚集程度对Pb²⁺去除性能的影响。结果表明，碱溶透析木质素的比表面积是碱溶酸析木质素的4.77倍，碱溶透析样品较酸析样品的表面氧含量高48%、水/木质素薄膜的静态接触角低13°，反映出碱溶透析处理后的木质素比碱溶酸析处理后的木质素分子聚集程度低、分子链疏松、羧基和羟基等含氧官能团裸露程度增加。碱溶透析处理后的木质素与Pb²⁺的静电作用增强，对Pb²⁺的去除能力显著提高。Pb²⁺浓度为100 mg·L^-1时，碱溶透析木质素对Pb²⁺的去除量达136 mg·g^-1，去除率为81.8%，且去除性能受体系pH的影响小。与化学改性和表面功能化相比，利用碱溶透析处理以提高木质素对Pb²⁺的去除性能具有操作简单、无毒、能耗低的优点。     

AHP/碱木质素聚氨酯泡沫的阻燃性能

对精制后的碱木质素进行羟甲基化改性,再利用改性后的羟甲基化碱木质素部分替代聚醚多元醇,采用一步发泡法与聚合MDI制备了羟甲基化木质素基聚氨酯泡沫材料。将次磷酸铝(AHP)作为阻燃剂添加到泡沫中制备了阻燃碱木质素聚氨酯泡沫,通过极限氧指数(LOI)测试分析了羟甲基化木质素基阻燃聚氨酯泡沫的阻燃性能。利用热重分析(TG)和扫描电子显微镜(SEM)分别研究制得泡沫的热降解行为、成炭性能和残炭形貌。实验结果表明,当羟甲基化碱木质素替代聚醚多元醇的量为60%,次磷酸铝的添加量为30%时,碱木质素聚氨酯泡沫材料的极限氧指数(LOI)值达到了27.5%。因此,羟甲基化碱木质素和次磷酸铝使泡沫在燃烧时能更好的形成炭层,从而有效地隔绝空气,降低热传递,提高了材料的阻燃性能。     

木质素基酚醛树脂的研究进展

木质素是自然界中天然储量仅次于纤维素的可再生高分子化合物,是制浆造纸产业的主要副产物之一,具有价格低、生产量大、易于降解的优点,其结构单元的化学结构与苯酚相似,因此可作为酚醛树脂的原料。木质素基酚醛树脂的制备与应用可以使大量生物质资源得到高价值利用,还能有效地缓解环境污染、石油资源短缺等问题,符合当今世界可持续发展的要求。本文综述了木质素基酚醛树脂的研究进展,分别介绍了含硫木质素基酚醛树脂与无硫木质素基酚醛树脂的制备工艺与应用现状,并总结了木质素基酚醛树脂发展存在的问题。     

添加剂氢化钙对碱木质素热裂解特性的影响

针对碱木质素热裂解产物种类分布复杂、单一组分含量偏低等问题,以还原性强的氢化钙作为添加剂,利用热裂解气质联用分析法考察了添加不同质量分数氢化钙对碱木质素热裂解产物组分构成、转化及分布的影响。结果表明:氢化钙的加入使得碱木质素热裂解组分种类从51种减少到20种,促进了组分的富集;氢化钙的加入大幅度促进了碱木质素热裂解主产物愈创木酚和甲醇的生成,分别提高了70%和100%以上;氢化钙在碱木质素热裂解过程中起到加氢还原和催化转化双重作用,促进了热裂解中间产物酮类、酸类、醛类等含不饱和官能团物质的还原和转化,羧基、羰基等官能团被还原为酚羟基和醇羟基,酚羟基的增加提高了碱木质素热裂解产物反应活性,醇羟基的增加提高了热裂解产物的稳定性。添加剂氢化钙可显著改善碱木质素热裂解产物的组分分布、品质和稳定性。     

不同氧化剂对禾草类碱木质素结构变化的影响

研究了禾草类碱木质素在O2、H2O2、O3、O2/H2O2、O3/H2O2等不同氧化剂氧化时其结构的变化规律,为更好地利用禾草类碱木质素提供理论依据和工艺方法。研究结果表明,以O2/H2O2氧化禾草类碱木质素时,高用碱量可促进木质素高分子组分氧化降解,分子质量均一化,酚羟基和羧基增加较多,脱甲氧基反应也较强烈;低用碱量时,木质素氧化降解少,并伴有缩合反应;H2O2可促进碱木质素氧化降解,促进酚羟基、羧基的产生和脱甲氧基反应;在O3氧化适宜条件下,添加H2O2可使O3氧化反应缓和,木质素分子发生缩合并均一化,生成较多的酚羟基、羧基和羰基。