微波和供氫劑作用下木質素模型物質的催化降解規(guī)律.pdf

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

2、制結焦，同時供氫劑的溶劑效應能提高產物的選擇性。將微波和供氫劑同時引入木質素的降解將有可能克服以上木質素綜合利用中存在的不足。
　　 本文選取了幾種不同醚鍵類型的木質素模型物質，考察了它們在微波和供氫劑作用下的催化降解，通過對降解數(shù)據(jù)進行分析，了解了催化劑和供氫劑的種類對降解反應的影響;另外，通過對不同模型物質降解規(guī)律進行比較，總結了各種類型醚鍵的降解規(guī)律，討論了微波對降解反應的影響，并初步探討了降解機理。具體開展了以下工作:<

3、br>　　 選擇芐苯醚作為木質素模型物質，研究了催化劑和供氫劑種類對降解反應的影響。分別考察了芐苯醚在四氫萘作為供氫劑，反應溫度433.15K，不同催化劑作用下降解反應動力學;在對甲苯磺酸作為催化劑，反應溫度433.15K，不同供氫劑作用下降解反應動力學。通過對降解數(shù)據(jù)進行分析發(fā)現(xiàn)，在相同的條件下，磺酸類催化劑對芐苯醚的降解反應具有很好的催化效果，其中對甲苯磺酸作催化劑時苯酚產率較高，適合作為后續(xù)實驗的催化劑;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，但四氫萘價格低廉，比較適合作為后續(xù)實驗的供氫劑。
　　 選擇苯甲醚、二苯醚、芐苯醚和苯乙基苯醚作為木質素模型物質，考察了它們在微波和四氫萘作用下的催化降解動力學，通過對降解數(shù)據(jù)進行比較，研究了各種類型醚鍵的降解規(guī)律和微波對降解反應的影響，初步探討了降解機理。結果表明，在微波和四氫萘作用下，木質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構能夠很快的斷裂得到小分子酚

5、類物質，而苯甲醚代表的醚鍵結構斷裂較緩慢，二苯醚代表的醚鍵結構在實驗條件下不發(fā)生斷裂。對不同溫度下，苯甲醚和苯乙基苯醚的動力學數(shù)據(jù)進行擬合，并通過Arrhenius關聯(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。通過對表觀活化能進行比較發(fā)現(xiàn)微波能夠大幅降低木質素模型物質在四氫萘