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。     

桉木APMP制浆废液中主要有机组分的热解特性

采用高温静态水平管式炉对桉木碱性过氧化氢机械浆(APMP)制浆废液固形物(ASLS)及其3种主要组分,即碱木质素(AL)、多糖(PLS)与木质素-碳水化合物复合体(LCC)在400~800℃进行快速热解,利用GC、GC/MS、FT-IR和SEM等手段,分析了各相热解产物组成与分布规律。结果表明,AL对ASLS热解液相产物得率影响较大,PLS对气相产物与固相产物得率的影响较大。ASLS热解产生H2能力较强而与组分热解关系不大,高温阶段PLS热解生成CO能力显著提高,AL热解产生烃类化合物的能力明显高于其他组分。ASLS热解液相产物中的苯环化合物主要源自于AL热解产生,酚类与稠环化合物主要源自于AL和LCC组分热解产生,而酮类、呋喃类和酸类则是由AL、LCC和PLS热解后共同产生。ASLS、AL、PLS和LCC热解半焦表观形貌的差异比较明显。     

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。     

桉木热磨与高温热水协同预处理对酶解效果的影响及工艺优化

为提高桉木原料的酶解糖化效果,降低原料处理成本,采用热磨与高温热水法联合对桉木原料进行预处理,并对高温热水预处理后样品进行纤维素酶酶解糖化。通过对预处理液和酶解液中木糖和葡萄糖得率的测定,来研究预处理条件对糖得率的影响。以预处理液和酶解液中的总糖得率作为预处理工艺条件的评价指标,得到最优的预处理条件为:预处理温度180℃、保温时间40 min、固液比1∶20(g∶mL)。在此条件下,桉木热磨后原料经预处理、酶解后总木糖得率为11.78%,木糖的转化率为82.67%;总葡萄糖得率为36.33%,葡萄糖的转化率为78.90%。采用傅立叶红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)等分析预处理样的理化特性,结果表明:桉木原料热磨后颗粒变小,呈丝状,纤维形态和表面结构基本不变;而高温热水预处理后物料的纤维结构松散、碎化,断裂明显,改善了纤维素酶的可及度,提高了酶解效率。