木质素模化物的裂解转化微观机理研究进展
2018-09-21杨华美陈志寒周青青吴继明
徐州工程学院学报(自然科学版) 2018年3期
关键词:研究
杨华美,陈志寒,崔 耀,周青青,周 磊,吴继明
(徐州工程学院 化学化工学院,江苏 徐州 221018)
木质素是生物质的重要组成成分之一,质量分数约占25%~30%.其结构与纤维素、半纤维素的糖类结构完全不同,木质素主要由紫丁香基(3,5位烷氧基取代酚结构)、愈创木基(3位烷氧基取代酚结构)和对羟基苯基,通过b—O—4、a—O—4、5—O—4等醚键和b—b、b—5、5—5、a—b、a—1等碳碳键连接形成的无定型的复杂的三维网状芳香类天然高聚物.由于其结构相对稳定,在生物质转化利用过程中,较纤维素、半纤维素转化难度高,常以残渣的形式被弃置.据估计全球每年排出的工业木质素超过1.5×108t,同时以秸秆、甘蔗渣、稻壳等农林废弃物为主要原料的二代乙醇生产过程中也会产生大量的木质素副产品[1].由于未能得到合理的资源化利用,造成了大量的资源浪费和环境污染.因此,研发木质素高效转化利用工艺成为当今社会发展的重要课题之一.
1 木质素裂解技术和裂解产物分布
木质素裂解技术是目前研究相对成熟的技术之一,在较高温度条件下打断木质素结构中的化学键,破坏木质素大分子结构,生成无机气体、有机小分子等,实现木质素的有效降解.该技术可将木质素转化为气体、液体(生物油)和残渣.3种产物的比例受到木质素种类、温度、压力、气氛(氧气、氢气、惰性气体等)、时间、催化剂等因素的影响而出现较大的差异[2].
生物油成分较为复杂,但含有丰富的高附加值产品,通过气相质谱联用技术分析知,生物油中含有上百种有机物质,种类多样,可通过萃取、柱层析、分子蒸馏、超临界二氧化碳等精细分离技术提供高附加值化学品[3-6],如酚、酮、醛、酸等;……
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