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摘 要

木质素是唯一可直接提供芳环的天然可再生化合物，潜力巨大，可在一定范围内代替化石燃料，解决因其大量消耗引起的能源危机与环境问题，有着广阔的应用前景。但木质素相较于其它两类木制纤维素，纤维素和半纤维素，其研究和利用的程度还不是很高。主要原因是木质素的化学结构更加复杂并不是简单的重复结构单元，这也就导致了对相关于木质素的催化机理以及解聚过程中化学键变化的研究并不完全，在对木质素催化解聚的过程中存在着选择性不高，解聚不彻底，解聚产物容易重复聚合等问题。本文主要是对木质纤维素进行组分分析，并选用不同方法制备的各类催化剂催化解聚木质素，从而筛选出选择性更好，转化率更高的催化剂。

关键词：木质素; 催化剂; 催化解聚

Preparation of phenolic compounds by catalytic depolymerization of lignocellulose

ABSTRACT

Lignin is the only natural renewable compound that can directly provide aromatic rings. It has great potential and can replace fossil fuels within a certain range to solve the energy crisis and environmental problems caused by its large consumption.. But compared with the other two types of lignocellulose, cellulose and hemicellulose, the degree of research and utilization of lignin is not very high. The main reason is that the chemical structure of lignin is more complex and not a simple repetitive structure unit, which leads to the incomplete study of the catalytic mechanism related to lignin and the change of chemical bonds during the depolymerization process, and there is no selectivity during the catalytic depolymerization of lignin. high, depolymerization is not thorough, depolymerization products are easy to repeat polymerization and other problems. In this paper, we mainly analyze the components of lignocellulose from different sources, and select various catalysts prepared by different methods to catalyze the depolymerization of lignin, so as to screen out the catalysts with better selectivity and higher conversion.

Key words: Lignin; Catalyst; Catalytic depolymerization

目录

摘 要 1

ABSTRACT 2

第一章 绪 论 1

1.1引言 1

1.2木质纤维素概述 1

1.3木质素概述 2

1.4木质素催化解聚研究进展 3

1.5木质素催化解聚中存在的问题 4

1.6课题的研究目的及主要内容 5

第二章 木质纤维素组分分析 6

2.1引言 6

2.2实验部分 6

2.2.1实验原料与仪器 6

2.2.2 实验方法 7

2.3结果与讨论 9

2.3.1木质纤维素组分分析 9

2.3.2 纯化后木质素含量及分子量 9

2.3.3 FT- IR 9

第三章 木质素催化解聚 11

3.1引言 11

3.2实验部分 11

3.2.1实验原料与仪器 11

3.2.2催化剂的制备 12

3.2.3催化解聚实验 12

3.3结果与讨论 13

第四章 结论与展望 16

4.1结论 16

4.2展望 16

参考文献 17

致 谢 21

第一章 绪 论

1.1引言

如今随着化石燃料的大量应用，引起了极为严重的能源问题，并且伴随着大量的开采和排放人们面临的环境问题也日益加剧。^[13]寻找可再生资源逐渐代替传统化石产品成为当下热点研究问题。生物质是一种可作为能源使用又可用作化学产品原材料的可再生资源，在自然界中有着丰富的储备，仅次于石油，煤，以及天然气约占能源总量的40%,有着在一定程度下取代化石产品的潜力。这之中的木质素是世界上含量第二的天然高分子材料，植物中有20%-30%的质量是木质素所占有的，仅少于纤维素。^[18][20]也是自然界中唯一能直接提供芳环的可再生能源，可用以替代化石原料制备芳香族化学品，而芳香族化学品是一类应用范围广泛，需求量大，价格高昂的重要化工原材料。木质素虽然在自然界中来源广泛，含量丰富，但它不能单独存在而是与纤维素，半纤维素一起构成了植物的骨架。^[21.22]通常存在于各种植物组织中未经任何人为处理的原本木质素无法直接运用在生产中，且原本木质素不论以何种方式处理都会发生一定程度的解聚与结构上的变化，这也就导致了其真实含量是无法被准确得知的。木质素资源要实现应用需要经过一系列的预处理，将三种木制纤维素分离。工业木质素的来源主要有两种，一是造纸业中各类植物纤维，二是工业酒精产业的各种废料与副产物，据可靠数据可知世界上工业木质素的年产量大约有两千万吨左右。纤维素从走进人们视野到被运用于生产生活中已经有了相当长的时间，相比于木质素从1930年开始被逐步重视至今人们对其的研究和利用还有很长的路要走。目前为止，工业木质素的实际应用还仅停留在一些如建筑填充材料，燃料等领域其价值仅发挥了极小的部分，并且多数工业木质素都被简单的焚毁或丢弃，这即对自然生态造成了极大破坏，还是对木质素可利用价值的浪费。^[5]因此木质素的充分利用，对缓解石化资源短缺带来的压力，实施可持续发展战略，建设节能低碳社会具有重要意义。

1.2木质纤维素概述

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