微波和供氫劑作用下木質(zhì)素模型物質(zhì)的催化降解規(guī)律.pdf

1、木質(zhì)素是由苯丙烷單元構(gòu)成的一種重要的生物質(zhì)資源，構(gòu)成植物骨架的主要成分之一。木質(zhì)素是木材水解工業(yè)和造紙工業(yè)的一大副產(chǎn)物，大部分的木質(zhì)素沒(méi)有得到充分的利用。目前對(duì)于木質(zhì)素的綜合利用存在很多不足，諸如產(chǎn)品附加值不高，反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，條件苛刻，產(chǎn)物復(fù)雜，產(chǎn)品選擇性不高等。
　　 微波加熱具有加熱速度快，加熱效率高，無(wú)溫度梯度和無(wú)滯后效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)，這就使得微波參與的反應(yīng)具有反應(yīng)速度快，選擇性高和能耗低等優(yōu)勢(shì);而供氫劑能夠提供活性氫原子，有效控

2、制結(jié)焦，同時(shí)供氫劑的溶劑效應(yīng)能提高產(chǎn)物的選擇性。將微波和供氫劑同時(shí)引入木質(zhì)素的降解將有可能克服以上木質(zhì)素綜合利用中存在的不足。
　　 本文選取了幾種不同醚鍵類(lèi)型的木質(zhì)素模型物質(zhì)，考察了它們?cè)谖⒉ê凸鋭┳饔孟碌拇呋到?，通過(guò)對(duì)降解數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，了解了催化劑和供氫劑的種類(lèi)對(duì)降解反應(yīng)的影響;另外，通過(guò)對(duì)不同模型物質(zhì)降解規(guī)律進(jìn)行比較，總結(jié)了各種類(lèi)型醚鍵的降解規(guī)律，討論了微波對(duì)降解反應(yīng)的影響，并初步探討了降解機(jī)理。具體開(kāi)展了以下工作:<

3、br>　　 選擇芐苯醚作為木質(zhì)素模型物質(zhì)，研究了催化劑和供氫劑種類(lèi)對(duì)降解反應(yīng)的影響。分別考察了芐苯醚在四氫萘作為供氫劑，反應(yīng)溫度433.15K，不同催化劑作用下降解反應(yīng)動(dòng)力學(xué);在對(duì)甲苯磺酸作為催化劑，反應(yīng)溫度433.15K，不同供氫劑作用下降解反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。通過(guò)對(duì)降解數(shù)據(jù)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，在相同的條件下，磺酸類(lèi)催化劑對(duì)芐苯醚的降解反應(yīng)具有很好的催化效果，其中對(duì)甲苯磺酸作催化劑時(shí)苯酚產(chǎn)率較高，適合作為后續(xù)實(shí)驗(yàn)的催化劑;相同條件下，氫化芳烴具有

4、很好的供氫效果，其中二氫蒽和四氫萘效果最為明顯，但四氫萘價(jià)格低廉，比較適合作為后續(xù)實(shí)驗(yàn)的供氫劑。
　　 選擇苯甲醚、二苯醚、芐苯醚和苯乙基苯醚作為木質(zhì)素模型物質(zhì)，考察了它們?cè)谖⒉ê退臍漭磷饔孟碌拇呋到鈩?dòng)力學(xué)，通過(guò)對(duì)降解數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，研究了各種類(lèi)型醚鍵的降解規(guī)律和微波對(duì)降解反應(yīng)的影響，初步探討了降解機(jī)理。結(jié)果表明，在微波和四氫萘作用下，木質(zhì)素中醚鍵的斷裂具有選擇性，其中芐苯醚和苯乙基苯醚所代表的醚鍵結(jié)構(gòu)能夠很快的斷裂得到小分子酚

5、類(lèi)物質(zhì)，而苯甲醚代表的醚鍵結(jié)構(gòu)斷裂較緩慢，二苯醚代表的醚鍵結(jié)構(gòu)在實(shí)驗(yàn)條件下不發(fā)生斷裂。對(duì)不同溫度下，苯甲醚和苯乙基苯醚的動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，并通過(guò)Arrhenius關(guān)聯(lián)得到了苯甲醚在微波和小釜中的表觀活化能分別為62.91 kJ·mol-1和97.77kJ·mol-1;苯乙基苯醚在微波和小釜中的表觀活化能分別為81.97 kJ·mol-1和113.37 kJ·mol-1。通過(guò)對(duì)表觀活化能進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)微波能夠大幅降低木質(zhì)素模型物質(zhì)在四氫萘