竹材苯酚液化及胶黏剂制备工艺

采用单因素试验和正交试验研究了竹材加工剩余物的苯酚液化工艺,并进一步研究了竹材苯酚液化产物-甲醛树脂胶黏剂(BPF)的制备工艺和性能。试验结果表明:竹材苯酚液化过程中,液化温度对液化效果的影响最为显著,其次是液比和液化反应时间,催化剂用量2%~4%范围内对液化效果影响不大。竹材加工剩余物苯酚液化的优选工艺为:液固比值3.5、催化剂用量4%、液化温度145℃、液化时间60 min;在此工艺下竹材液化率为99.1%。胶黏剂制备过程中,竹材苯酚液化物与甲醛溶液(甲醛质量分数为37%)的合理质量比为100∶164.8~199.5,其中以100∶182.1较佳。BPF的固化温度低于普通酚醛树脂胶黏剂(PF),因而可在较低温度下固化良好,在130℃或140℃热压温度条件下,用其制备的胶合板的胶合强度均比较理想,热压温度为140℃时的试验结果更佳。     

落叶松锯屑液化技术的研究

以兴安落叶松锯屑、苯酚为主要原料,以硫酸为主要催化剂,采用均匀设计试验方法和单因子试验法,研究液化温度、液化时间以及硫酸等催化剂的用量对落叶松锯屑液化率的影响。结果表明,酚木比为2.8∶1的前提下,硫酸用量为4%,TSA用量为硫酸的5%,液化温度为135℃,液化时间为120 min时,兴安落叶松锯屑的液化率为95.60%,且液化物中游离酚含量为39.88%,可被溴化物含量为49.33%。     

杉木粉液化与液化产物树脂化的研究

以硫酸为催化剂、苯酚为液化剂采用溶剂热法对杉木粉进行液化,用杉木粉液化产物制备出酚醛树脂;考察了反应温度、反应时间、液比(苯酚-木粉的质量比)和催化剂用量对杉木粉液化效率的影响,并初步探讨了液化产物残渣率对所制酚醛树脂性能的影响。实验结果表明,杉木粉液化的最佳工艺条件是:反应温度160℃,液化时间12 h,液比值3,催化剂用量3%,在此条件下残渣率约为10%。液化产物残渣率的测定表明,升高反应温度、延长反应时间、增加液比和催化剂用量可以降低残渣率,提高液化效率;液比值为0.5~1.5时残渣率随液比增加而显著降低,催化剂用量为0.5%~2%时液化效率的变化明显。红外光谱结果表明,由液化产物所合成的酚醛树脂中羟甲基含量较高。液化产物残渣率低时制备的酚醛树脂残碳率较高。     

木材液化及其在聚氨酯胶黏剂上的应用研究

通过考察木粉在催化剂存在下的加溶剂液化,确定了木粉液化的最佳工艺条件,即:温度160℃,m(苯酚)∶m(木粉)为5∶1,催化剂用量1.2 mmol/g,反应时间60min,残渣率降至3.5%.并发现随着反应时间的延长,液化物出现再凝聚的残渣.利用液化产物制备了聚氨酯胶黏剂,拉伸剪切强度达5 MPa,达到应用要求,为今后的工业化生产提供了依据.     

油茶饼粕的苯酚液化及产物的结构表征

为了综合利用油茶饼粕,分析了油茶饼粕的基本组成,采用苯酚为液化剂,硫酸为催化剂,对油茶饼粕进行了液化实验。结果显示油茶饼粕中糖类、粗纤维和粗蛋白质的总质量分数约为75%,能够有效进行液化。研究了反应温度、苯酚与油茶饼粕的质量比(液比)、催化剂的用量及液化时间对液化反应的影响,实验得出较佳的液化工艺条件为:硫酸用量4%,液化时间1.5 h,液化温度140℃,液比值4,此时液化残渣率16.25%。利用傅里叶红外光谱(FT-IR)分析了油茶饼粕及其液化残渣和产物的结构特征,结果显示苯酚与油茶饼粕组分发生了明显酚化反应和醚化反应,形成了更多的活性官能团。油茶饼粕中蛋白质结构遭到破坏,蛋白质也发生了液化反应。     

人工林木材的苯酚液化及树脂化研究Ⅰ.液比和催化剂对液化反应的影响

在硫酸催化作用下用苯酚对人工林杉木和杨木进行液化,考察液比(苯酚与木粉的质量比)及催化剂用量对液化反应效率和液化产物分子特征的影响,结果表明:随着液比的提高和催化剂用量的增加,液化反应效率提高,液化产物残渣率降低;液化产物的重均分子量及分子量分布随着液比的提高而迅速减小,随着催化剂用量的增加而逐渐增大.     

木薯秆液化树脂化工艺试验

为实现木薯秆的有效利用,以苯酚为液化剂,硫酸为催化剂,对木薯秆进行液化和树脂化工艺研究。结果表明,木薯秆适宜的液化工艺为:液固比3.5∶1,液化温度160℃,硫酸用量7%,液化时间1.5 h;适宜的树脂化工艺为:甲醛与木薯秆液化产物摩尔比1.8,NaOH与木薯秆液化产物摩尔比0.3,缩聚温度90℃。     

液化条件对竹材废料醇液化产物得率的研究

以毛竹材为原料,浓硫酸为催化剂,加入PEG400/丙三醇制备液化物,研究了液固比（液化剂/竹材）、浓硫酸催化剂用量、液化温度、液化时间等对竹材废料多元醇液化物得率的影响。结果表明：随着液固比和液化时间的增加,竹材液化物的得率逐渐增加;随着浓硫酸催化剂用量和液化温度的增加,竹材液化物的得率呈现先增加后减小的趋势。当液固质量比3∶1、催化剂用量4%、液化温度130℃、液化时间70min时,竹材液化物的得率最高,为99.92%。     

Liquefaction of Camellia Oil Cake with Phenol and Structure Characterization of Reaction Product

为了综合利用油萘饼粕,分析了油茶饼粕的基本组成,采用苯酚为液化剂,硫酸为催化剂,对油茶饼粕进行了液化实验.结果显示油茶饼粕中糖类、粗纤维和粗蛋白质的总质量分数约为75％,能够有效进行液化.研究了反应温度、苯酚与油茶饼粕的质量比(液比)、催化剂的用量度液化时间对液化反应的影响,实验得出较佳的液化工艺条件为:硫酸用量4％,液化时间1.5h,液化温度140℃,液比值4,此时液化残渣率16.25％.利用傅里叶红外光谱(FT-IR)分析了油茶饼粕及其液化残渣和产物的结构特征,结果显示苯酚与油茶饼粕组分发生了明显酚化反应和醚化反应,形成了更多的活性官能团.油茶饼粕中蛋白质结构遭到破坏,蛋白质也发生了液化反应.     

芭蕉芋渣苯酚液化物制备酚醛发泡材料

以苯酚为液化剂对芭蕉芋渣进行液化,获得的液化产物树脂化后用于制备发泡材料。探讨液固比、温度、催化剂对芭蕉芋渣液化效果的影响,并分析芭蕉芋渣液化物的树脂化制备发泡材料的性能。结果表明,苯酚与芭蕉芋渣的质量比为6以上获得较好的液化效果;温度在120℃时,残渣率较低;用硫酸(98%)作催化剂比磷酸、盐酸的效果好。芭蕉芋渣液化的最佳工艺条件是液固比6,温度120℃,催化剂为硫酸(98%)、用量5%,液化时间是60 min。制备的芭蕉芋渣树脂的游离甲醛含量为1.09%,可在一定意义上取代酚醛树脂,既能减少成本,又有利于保护环境。     

超临界水中蔗渣的液化反应及其产物的结构表征

以Na2CO3、K2CO3、NaOH为催化剂,在375~400℃的超临界水中进行蔗渣的液化反应。考察了液固比、反应时间、反应温度和催化剂对蔗渣液化的影响。在380℃、液固比18∶1(质量比)、反应时间20 min条件下,NaOH或Na2CO3催化剂用量为1%时,液化残渣率降到10%以下,而在同样条件下,KCO催化剂用量为3%时,液化反应的残渣率降到7%以下。对液化产物进行了表征。GC-MS分析表明,液体产物的主要组成是含环状结构的酮和一些含甲基、羟甲基等官能团的苯酚类化合物,气体产物主要为C1~C4烷烃和CO、CO2、H2等无机气体,且其组成因液化温度而变化。液化残渣经过FT-IR分析和扫描电镜分析,发现其主要由焦炭以及尚未完全分解的木质素组成。     

竹粉乙醇-苯酚加压液化工艺研究及产物表征

以乙醇-苯酚为液化剂,浓硫酸为催化剂,采用高温高压(3.8 MPa)的方法对竹粉进行了液化处理。通过响应面分析法确定最佳液化工艺条件为:在苯酚和竹粉质量比(酚固比)为1∶1、乙醇和竹粉质量比(醇固比)为18∶1,浓硫酸用量(以竹粉质量计)5%,反应温度200℃,反应时间70 min时,液化率达98.5%。液化残渣的红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)和热重分析(TG)结果证实了竹粉中化学组分的分子结构发生了明显的变化,复合溶剂液化使芳环上有不同取代基的化合物形成,液化残渣主要由木质素及其衍生物构成;竹粉液体产物(生物质油)的GC-MS分析结果表明,生物质油的成分比较复杂,主要包括酯、酚和酮等化合物,平台化合物乙酰丙酸乙酯GC含量为10.11%。     

[Rh(COD)Cl]_2催化剂的制备及催化松节油加氢反应

采用恒温搅拌回流的方式制备了[Rh(COD)Cl]_2,并通过正交试验对制备条件进行了优化,得出催化剂适宜制备条件:n(COD)∶n(RhCl_3·3H_2O)为3.5∶1,回流温度80℃,回流时间3 h。将制备的[Rh(COD)Cl]_2作为催化剂用于松节油的氢化反应,通过单因素试验和正交试验考察了反应压力、反应温度、催化剂用量及反应时间对反应的影响,优选出适宜反应条件,即4 g松节油,催化剂用量为松节油质量的2.5%,反应压力2.5 MPa,反应时间4 h,反应温度45℃。在此反应条件下,α-蒎烯转化率为98.21%,产物顺式蒎烷对映选择性为97.46%,收率为95.72%。     

磁性固体酸S_2O_8~(2-)/ZrO_2-Al_2O_3-Fe_3O_4的制备及催化液化生物质的研究

利用沉淀-浸渍法制备了磁性固体酸催化剂S_2O_8~(2-)/Zr O_2-Al_2O_3-Fe_3O_4,将其应用于乙醇介质中能源植物柳枝稷的催化液化,并采用X射线衍射(XRD)、BET比表面积测定、NH_3程序升温脱附(NH_3-TPD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)和振动样品磁强计(VSM)等测试方法对催化剂的物化性质和结构进行了表征,考察了Al/Zr物质的量比、煅烧温度等制备条件对其催化性能的影响,并研究了反应温度、反应时间、催化剂用量等对柳枝稷液化反应的影响。结果表明:当n(Al)∶n(Zr)为1∶1,煅烧温度为650℃时,制备的催化剂催化活性最高,在260℃、催化剂用量4%(以原料质量计)、反应时间2.5 h时,可以获得较好的液化效果,生物油产率达到56%。GC-MS分析表明产物生物油的主要成分为酯类、醇类及烃类物质。催化剂重复使用3次后,回收率达到87.5%,生物油产率仅下降12%。     

木薯淀粉苯酚液化产物的制备与表征

以苯酚和木薯淀粉为原材料、硫酸为催化剂,通过单因素对照试验,研究了苯酚与木薯淀粉的液固比、硫酸用量与液化时间对木薯淀粉苯酚液化产物的影响。采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)分析了木薯淀粉苯酚液化产物的化学官能团及化学反应,并通过X射线衍射法(XRD)分析研究了液化参数因素对液化产物结晶度及结晶形态的影响。结果表明:随着液固比、硫酸用量的增大,液化时间的延长,残渣率及液化产物结晶度降低,但结晶度在液化时间至3 h后不再下降;在酸性条件下木薯淀粉经苯酚液化后,残渣率均在0.32%以下,木薯淀粉液化产物在红外谱图中1 602、1 515 cm~(-1)附近有吸收峰,表明苯环上发生了取代反应;木薯淀粉在苯酚中液化后,X射线中有衍射峰消失,结晶度下降明显,结晶形态遭到破坏。     

固体超强酸SO42-/TiO2-ZrO2 催化β-月桂烯与马来酸酐的Diels-Alder反应研究

研究了SO42-/TiO2-ZrO2型固体超强酸催化剂的制备及其催化β-月桂烯与马来酸酐的Diels-Alder反应,通过GC、GC-MS和红外分析,确定其主产物为4-(4-甲基-3-戊烯基)-4-环己烯-1,2-酸酐。结果表明,该催化剂对β-月桂烯与马来酸酐的Diels-Alder反应有较高的催化活性和较好的选择性。考察了其催化性能的影响因素。结果表明,适宜的催化剂制备条件是:n(钛)∶n(锆)为1∶1,焙烧温度450℃。Diels-Alder反应优化的工艺条件:n(β-月桂烯)∶n(马来酸酐)为1∶1、反应时间4 h、反应温度60℃、催化剂用量1%。该条件下β-月桂烯转化率96.5%,产物选择性94.0%,产物得率90.7%。同时考察了催化剂放置时间对异构产物的影响和催化剂重复使用情况。     

液化技术预处理杨木制备燃料乙醇的效果研究

以速生杨木为原料,采用液化技术进行预处理后发酵制备燃料乙醇。探讨了预处理温度、时间、催化剂用量及液比对乙醇得率的影响。采用响应面法建立二次回归模型,并对预处理工艺进行了优化。研究结果表明液化技术预处理能有效的促进杨木降解,提高乙醇的得率。当预处理温度为107.78℃、预处理时间为83.70 min、催化剂用量为3.01%时,燃料乙醇的得率比相同条件下未进行液化预处理的试样提高了24.21%。     

固体超强酸催化长叶烯制备异长叶烯的研究

研究了SO2-4/TiO2-ZrO2型固体超强酸催化剂的制备及其催化长叶烯的异构反应,通过GC、GC-MS和标样分析,确定其主产物为异长叶烯.结果表明,该催化剂对长叶烯的异构化反应有很高的催化活性和较好的选择性.考察了其催化性能的影响因素.结果表明,适宜的催化剂制备条件是:n(钛)∶n(锆)为3∶1,焙烧温度550 ℃.长叶烯异构优化的工艺条件:反应时间4 h、反应温度165 ℃、催化剂用量4 %.该条件下长叶烯转化率99.1 %,异长叶烯得率97.2 %.同时考察了催化剂放置时间对异构产物的影响和催化剂重复使用情况.     

固体酸催化下玉米芯在近临界甲醇-环己烷中的液化研究

通过共沉淀法和浸渍法制备了SO_4~(2-)/TiO_2-ZrO_2固体酸催化剂,并采用傅里叶红外光谱(FT-IR)、X射线能谱(EDX)和氮气吸附-脱附分析等手段对催化剂进行表征,考察了溶剂配比、反应温度、反应停留时间和催化剂用量对玉米芯在近临界甲醇-环己烷中液化转化率的影响,并利用FT-IR和气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)对玉米芯液化产物进行了分析。结果表明:SO_4~(2-)成功地负载到TiO_2-ZrO_2上,且SO_4~(2-)/TiO_2-ZrO_2属于介孔材料;玉米芯的最佳催化液化条件为V(甲醇)∶V(环己烷)=2∶1,反应温度250℃,反应停留时间1.5 h,催化剂用量(以玉米芯质量计)4%,玉米芯与溶剂的固液比为1∶15(g∶m L),此条件下液化转化率为76.67%。FT-IR和GC-MS分析表明玉米芯液化产物主要成分为酚类和酯类化合物。     

二氧化锰氧化茴脑制备茴香醛的工艺研究

以茴脑为原料,硬锰粉为氧化剂,在硫酸介质中制备茴香醛.考察了投料比、滴加的硫酸的质量分数、反应温度、水用量对转化率的影响,确定了最佳工艺条件:反应温度100～105℃,投料比为n(茴脑)∶n(二氧化锰)∶n(硫酸)1∶4∶4,硫酸质量分数为30%,水用量为硬锰粉质量的3倍,反应时间2.5h,转化率达99%,产品收率62.11%.在该优化条件下,将茴脑的投料量扩大10倍,转化率仍可达97.59%,产品收率61.53%.