离子液体在木质素解聚领域的应用进展

由经济社会发展带来的石油等不可再生自然资源的过度使用,引发了能源危机和环境问题,所以寻找一种可再生的生物质资源作为替代品而逐渐受到重视。生物质的主要成分之一的木质素,由于富含大量的芳香族类化合物而具有转化为高附加值化学品的潜力。随着绿色环保理念的不断深化,亟需采用更绿色、更安全的方法将木质素解聚,制备高附加值的平台化合物或能源化合物,从而满足日益增长的社会需求。离子液体作为20世纪90年代发展起来的绿色溶剂,因具有众多优良特性而作为环境溶剂或反应催化剂应用于木质素分子的解聚研究中,降低了化学反应的苛刻条件,使反应在更温和的条件下进行。同时对离子液体进行回收再利用,可避免反应产生的环境污染。综述了离子液体在木质素的预处理及解聚转化等方面的研究进展,介绍了木质素分子在离子液体环境中预处理及解聚方面的机理、解聚条件和生成的产物,以及与其他类型催化剂(金属氧化物催化或复合氧化体系催化)、其他催化方法(如光催化解聚或电催化解聚)协同作用的解聚机理和特性,最后预测了未来木质素解聚领域的研究需求和方向。     

木质素磺酸钠电化学降解的研究

木质素磺酸钠通过电化学反应降争成低分子质量的产物，反应在以PbO2膜电极为阳，不锈钢网为阴极的电解池中进行，对降解产物进行了表征，并探讨了电压、时间、温度和pH值的影响，当电压高于3V时，发生开环反应而当电压低于2.0V时降解反应进行很慢，木质素磺酸钠经降解后，其水溶液的表面张力和油水界面张力都降低，降解与缩合反应同时存在，降解产物和石油磺酸盐合用时，表面活性明显改善。     

木质素的电化学氧化

利用离子交换膜的选择透过性和直流电场作用手MAE技术是处理草浆黑液的一种可选方法，其结果表明MAE对黑液中的有机物具有一定的氧化作用，能使木质素中的芳环被氧化而找开。     

木质素模型化合物电化学催化研究

催化加氢脱氧是实现木质素提质的重要方式.笔者采用流动电催化技术对木质素模型化合物进行加氢脱氧研究.以磷酸为阳极电解液,铂片电极为阳极电极,杂多酸磷钨酸为阴极电解液,石墨棒电极为阴极电极,构建炭载催化剂直接分布在阴极电解液中的流动电催化体系.考察了不同炭载催化剂(Pt/C、Pd/C、Ru/C、Rh/C)、反应时间、温度以...     

酶解木质素炭的制备及其电化学性能研究

以纯化的酶解木质素为碳源,通N2条件下高温炭化1、2和3 h制备了酶解木质素炭LC1、LC2、LC3.采用SEM、TEM和氮气吸附/脱附等温线对炭材料进行分析,结果表明:LC1、LC2、LC3的表面具有微孔、介孔和大孔结构,其比表面积分别为894.75、1376.74和776.47 m2/g,孔容分别为0.41、0.7...     

木质素在不同溶剂体系中的降解研究进展

木质素是自然界植物中含量仅次于纤维素的第二大天然有机高分子聚合物,实现木质素向能源及化学品的转化,是生物质高值化利用的重要研究内容之一。溶剂是木质素催化转化反应体系的重要组成部分,是影响反应进程的重要因素,选择合适的溶剂体系能够促进木质素的溶解,有效提高转化效率。本文以溶剂体系的组成为出发点,综述了木质素在单相溶剂、两相溶剂、多元溶剂进行催化转化的研究进展,分析了溶剂效应对木质素降解的影响,并对相关研究进行了总结和展望。     

脱木质素的催化效应

对4种杂多酸盐——Na4[PMo11VO40]、Na5[PMo10V2O40]、Na7[P2Mo17VO62]和Na2[P2Mo16V2O62]催化的硫酸盐浆酸性H2O2脱木质素的效果进行了考察，并对Na5[PMo10V2O40]催化H2O2脱木质素的温度效应进行了探讨。结果表明，4种杂多酸盐对硫酸盐浆H2O2脱木质素均有较强的催化活性，但它们也加速了碳水化合物的降解。卡伯值降低率和粘度降低率随杂多阴离子负电荷数的增加而降低。Na5[PMo10V2O40]催化的H2O2脱木质素过程似乎呈现出“异常”的温度响应，在60℃左右卡伯值降低率最大。随着反应温度的升高，纸浆的粘度降低率增加。对于杂多酸盐Na5[PMo10V2O40]催化的H2O2脱木质素工艺，温度定为60℃最佳。     

亚临界水中杉木碱木质素的解聚特性分析

利用间歇式高压反应釜在250~350℃的亚临界水中进行杉木碱木质素的水热解聚反应。通过GC/MS的定性、定量分析以及元素分析和FT-IR,分析反应液相和固相产物的组成与结构变化,探究了不同温度下碱木质素水热解聚的反应特性。结果表明,碱木质素水热解聚反应残渣率在325℃时最低,为18.66%。碱木质素在亚临界水中解聚所得的液相产物中酚类化合物GC含量均在80%以上,且随反应温度的升高,酚类化合物种类增加,总酚含量提高。酚类产物中愈创木酚的含量最高,其质量分数在325℃时达最高17.71 mg/g。随着反应温度升高,在一定程度上木质素脱氢脱氧,含碳量增加。在325℃时碳基转化率和能量转化率均最高,分别为79.18%和79.95%。在温度低于325℃时,水热焦的化学结构与木质素相似,达到350℃时,木质素严重缩合炭化。     

木质素化学催化解聚研究新进展

木质素作为木质纤维素三大组分之一,是自然界中芳香环含量最多的天然高分子聚合物。基于化学催化手段将其定向转化为化学品及材料,实现木质素高值转化及利用,替代不可再生的化石资源,已经成为国内外重大热门研究领域之一。为此,笔者对木质素化学催化降解转化方面的研究成果进行了综述,并对未来的研究方向进行了展望。基于不同催化反应机理,总结了催化还原和氧化降解体系,阐述了不同体系中使用的还原剂、氧化剂,对不同体系的反应机理及生成产物进行了阐述;同时,介绍了木质素化学降解常用的溶剂(水、有机溶剂、离子液体)和催化剂(液体酸、碱、固体酸、复合型催化剂)。总结认为,目前开发催化效率高、选择性好及低成本催化体系仍然是木质素定向催化转化研究的重点发展方向。     

木质素在异丙醇中的降解研究

采用正交试验法对有机溶剂木质素在异丙醇中的降解进行了研究,得出木质素在异丙醇中降解的较优水平为:催化剂Ru/C用量0.20 g、温度280℃、压力2.5 MPa、时间8 h。在该条件下,降解产物中生物油的产率最高可达74.13%,生物油中酚类和醇、酮以及烃类的GC含量总和接近60%。木质素原料和生物油的元素分析说明解聚过程中发生了脱氧;傅里叶红外光谱分析表明木质素的解聚过程中有酚羟基、烷基等新的结构基团产生。     

在Ru/C和甲酸(甲酸盐)体系中碱木质素水热解聚特性研究

在Ru/C和甲酸(甲酸盐)的共同作用下,275~350℃的亚临界水中,进行碱木质素的水热解聚反应。通过GC-MS定性分析和GC-FID定量分析,探究了供氢试剂及用量、反应温度、木质素分子级分对木质素水热解聚的影响。结果表明:在甲酸和Ru/C条件下,木质素解聚液相产物得率最高,组成较简单,具有较好催化降解效果;在甲酸添加量为0.8 mol/L,反应30 min时,木质素解聚液相产物最多,其中含量最高的单酚类物质为4-甲基愈创木酚,在主要单酚类物质中占32.77%,木质素水热解聚液相产物得率随温度升高而先增后减,并在325℃时取得峰值;L1、L2和L3是碱木质素的3个不同的分子级分,L1级分对木质素解聚液相产物得率贡献最大,达61.80%,且产物中单酚类物质总得率最高,为112.71 mg/g。其中,愈创木酚与4-甲基愈创木酚所占比例最高,可分别为35.38和35.52 mg/g;对木质素进行分级分离处理后再进行水热转化反应,有利于液相产物和单酚类物质得率的进一步提高。     

离子液体在木质素研究中的应用

详细综述了离子液体溶解、提取木质素的研究,分析了离子液体溶解木质素的机理,讨论了不同因素对木质素提取率的影响,介绍了木质素在离子液体中不同的降解方法,并对离子液体在木质素研究中的应用进行了总结和展望。     

真菌降解木质素的研究现状

在介绍木质素结构的基础上 ,从降解木质素的菌种及主要酶、产酶的条件 ,分析了真菌降解木质素的研究现状 ,介绍了真菌降解木质素及其酶的应用 ,并提出了存在的问题及发展方向     

生物油热解木质素的分离与利用研究进展

热解木质素是生物油中由酚类等高值化学品组成的低聚物,热解木质素能量密度高、具有酚羟基、甲氧基等活性基团,可用于制备液体燃料、化工产品等,实现其高效分离和分级转化是高附加值利用的重要途径之一。笔者系统总结了近年来有关热解木质素的研究现状和技术进展,重点阐释了有关热解木质素分离与解聚的研究概况,并对今后的研究方向进行了探讨。     

CaO/MgO复合固体碱催化剂催化降解木质素的研究

在氧化镁载体上浸渍醋酸钙后烧结制备了CaO/MgO复合固体碱催化剂,所制固体碱催化剂的表面碱度与催化剂制备条件有关:当CaO/MgO比值为0.08、在700℃下煅烧时间24 h时制得的催化剂表面碱度可达到30.2 mmol/g。以该固体碱催化剂催化木质素中醚键断裂反应,测试结果表明木质素降解产物重均相对分子质量(Mw)可从3 000降低至800以下,羟值由200 mg/g增加至480 mg/g左右。FT-IR表征结果表明降解产物中醚键含量明显减少,羟基含量增多。     

壳聚糖木质素复合材料研究进展

自然界中木质素储量丰富,但由于木质素的化学反应活性较低而限制了其开发利用;而壳聚糖的反应活性较高,在自然界中的含量仅次于纤维素,利用木质素复合壳聚糖制备新型生物质材料具有较高的研究及利用价值。文中介绍了使用木质素壳聚糖制备复合材料的研究进展,包括吸附材料、微胶囊材料和其他材料等,并对木质素壳聚糖复合制备木材胶粘剂等环保型材料的前景进行了展望,旨在为开发壳聚糖木质素复合材料的研究提供参考。     

木质素的研究进展

对目前木质素研究所涉及到的降解菌株和降解酶类,木质素合成的基因工程调控,其他酶和小分子作用等方面的研究进行综述,并对木质素的应用进行介绍。     

纤维素乙醇木质素改性酚醛树脂胶黏剂的初步研究

以纤维素乙醇木质素、苯酚、甲醛为原料,氢氧化钠为催化剂,制备了纤维素乙醇木质素改性酚醛树脂胶黏剂,研究了木质素替代苯酚的工艺以及对胶黏剂性能的影响。研究发现:当木质素替代率为30%时,纤维素乙醇木质素改性酚醛树脂胶黏剂胶合强度达到国家Ⅰ类板要求,甲醛释放量达到Eo级,且成本低、胶合强度好、低毒环保,可广泛用于制备室外级人造板。