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摘 要

木质素是一种天然的具有三维网状结构的物质，且含量丰富，在自然界中仅次于纤维素，并以苯丙烷单体为骨架，含有亲水性官能团如羧基和酚羟基，能被用来制备Pickering乳液。

文章首先对木质素的结构进行改变，对其接枝季铵根以用来制备两性木质素（AML），利用季铵的化学和物理性质来提高木质素对其他物质的吸附性。然后利用静电相互作用，将AML与小分子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠（SDBS）复合，用来制备稳定性更高的Pickering乳液。通过Zeta电位，核磁共振氢谱（1H NMR）等分析手段，研究AML与导向剂之间的相互作用。通过显微镜、流变仪、分散稳定系数（TSI）等分析手段，系统地研究了形成乳液的最佳条件与乳液稳定性。

关键词：木质素 Pickering乳液 十二烷基苯磺酸钠

Preparation of lignin emulsion

Abstract

Lignin is a natural substance with a three-dimensional network structure and rich in content. It is second only to cellulose in nature and uses phenylpropane monomer as the skeleton. Used to prepare Pickering emulsion.

The article first changes the structure of lignin, grafts quaternary ammonium roots to prepare amphoteric lignin (AML), and uses the chemical and physical properties of quaternary ammonium to improve the adsorption of lignin to other substances. Then using electrostatic interaction, AML is compounded with the small molecule surfactant sodium dodecylbenzenesulfonate (SDBS) to prepare Pickering emulsion with higher stability. Through the Zeta potential, nuclear magnetic resonance hydrogen spectroscopy (1H NMR) and other analytical methods, study the interaction between AML and the guide agent. Through microscope, rheometer, dispersion stability coefficient (TSI) and other analytical methods, the optimal conditions and emulsion stability for emulsion formation were systematically studied.

Key words: Lignin; Pickering Lotion;SDB

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 文献综述 1

1.1木质素的概述 1

1.1.1木质素的来源 1

1.1.2木质素的结构与性质 2

1.1.3木质素的分离 2

1.1.4木质素基表面活性剂研究进展 2

1.2 Pickering乳液的概述 3

1.2.1 Pickering 乳液的特点及其制备 3

1.2.2 Pickering乳液的稳定机理及其影响因素 3

1.3木质素-Pickering乳液概述 4

1.4研究背景与意义 4

第二章 实验部分 6

2.1实验试剂及仪器 6

2.1.1实验原料、试剂和仪器 6

2.2反应中间体的制备和表征 7

2.2.1两性木质素的制备 7

2.2.2 AML1@ SDBS复合物的制备 8

2.2.3核磁共振氢谱表征 8

2.2.4 Zeta电位分析 8

2.3 Pickering乳液的制备及表征 8

2.3.1 Pickering乳液的制备 8

2.3.2 Pickering乳液的耐盐稳定性测定 9

2.3.3 TSI值测定 9

2.3.4 粘度测定 9

第三章 实验结果与讨论 10

3.1 AML1与AML1@SDBS复合物的表征 10

3.2 SDBS用量对Pickering乳液的影响 11

3.3 PH对Pickering乳液的影响 13

3.4 Pickering乳液耐盐性稳定性 14

第四章 结论与展望 16

4.1结论 16

4.2展望 16

参考文献 18

致 谢 20

第一章 文献综述

1.1木质素的概述

随着化石燃料资源的减少和新能源的不断开发，木质素引起了极大的关注。木质素是地球上第二大有机高分子，而且分子结构中含有大量的芳香基团和活性官能团，同时自然界中含量巨大，因此被认为在石化领域具有很大的潜力^[1-2]。木质素的碳含量高并且具有作为原料广泛应用的潜力，但因其复杂的结构，所以目前木质素仍无法得到充分的利用。全球每年生产约4000至5000万吨的木质素，其中只有不到2%用于生产中、低值特殊化学品，绝大多数木质素仍然作为低价值燃料燃烧以产生电能和热能，不仅造成资源浪费与环境污染，而且不符合可持续发展的要求^[3-5]。因此，木质素的研究具有深远的意义，不仅可以实现木质素的高效利用，还可以带来长久的经济效益。

1.1.1木质素的来源

工业生产产生的木质素是当今化工领域研究的方向之一，其来源是生产过程中产生的废水和废料^[6]。这一过程产生副产物包括碱木质素、木质素磺酸盐等^[7]。

木质素的种类取决于制浆工艺中所使用的的蒸煮剂。木质素磺酸盐（LS）是亚硫酸法造纸木浆的副产物，其分子中含有由苯丙烷单体组成的亲油性骨架及羧基、磺酸基团等亲水性官能团。然而，制浆过程对木质素的结构影响较大，分离后的木质素磺酸盐存在较多糖分、灰分等杂质。碱木质素（AL）是碱法制浆过程的副产物。与LS相比，AL的分子量较低，更容易在碱性条件下溶解，且分子中不含有硫元素，更加接近天然木质素，其应用更加广泛。

天然木质素存在于植物的细胞中，植物的种类和生长环境都对体内细胞有着影响，而且植物内部不同部位细胞也有差别，因此不同部位的木质素也存在着结构的不同^[8]。但是细胞中的木质素大多分布在初级和次级细胞壁的周围，并与碳水化合物/纤维素结构通过共价键结合，为植物细胞壁提供强度和疏水性，同时保护多糖免受微生物降解，同时也能够作为纤维素纤维之间的黏合剂，提高机械强度^[9]。

1.1.2木质素的结构与性质

受木质纤维原料、提取方式与条件以及物种生长环境等因素的影响，木质素的结构与性质非常复杂^[10]。大量实验表明，在植物细胞内的木质素形成时，由于细胞所处部位的不同，木质素的基本结构单元也发生了变化，并由此形成了三种不同类型^[11]，如图示：

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