华南理工大学学报(自然科学版) ›› 2019, Vol. 47 ›› Issue (5): 32-38.doi: 10.12141/j.issn.1000-565X.180521

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碱木质素在溶剂 /水混合体系中的解聚特性

赵媛媛1 武书彬2 廖艳芬1   

  1. 1. 华南理工大学 电力学院,广东 广州 510640; 2. 华南理工大学 制浆造纸工程国家重点实验室,广东 广州 510640
  • 收稿日期:2016-10-22 修回日期:2018-12-27 出版日期:2019-05-25 发布日期:2019-04-01
  • 通信作者: 赵媛媛( 1983-) ,女,博士,主要从事植物纤维类生物质转化为清洁能源与平台化学品的研究. E-mail:scutzyy@163.com
  • 作者简介:赵媛媛( 1983-) ,女,博士,主要从事植物纤维类生物质转化为清洁能源与平台化学品的研究.
  • 基金资助:
    国家自然科学基金资助项目( 31670582)

Depolymerization Property of Alkali Lignin in Solvent/Water System

 ZHAO Yuanyuan 1 WU Shubin 2 LIAO Yanfen 1   

  1.  1. School of Electric Power,South China University of Technology,Guangzhou 510640,Guangdong,China; 2. State Key Laboratory of Pulp and Paper Engineering,South China University of Technology,Guangzhou 510640,Guangdong,Chin
  • Received:2016-10-22 Revised:2018-12-27 Online:2019-05-25 Published:2019-04-01
  • Contact: 赵媛媛( 1983-) ,女,博士,主要从事植物纤维类生物质转化为清洁能源与平台化学品的研究. E-mail:scutzyy@163.com
  • About author:赵媛媛( 1983-) ,女,博士,主要从事植物纤维类生物质转化为清洁能源与平台化学品的研究.
  • Supported by:
     Supported by the National Natural Science Foundation of China( 31670582)

摘要: 为了研究杉木碱木质素在溶剂/水混合体系中的解聚特性,选取乙醇/水、乙酸乙 酯/水、乙二醇/水以及纯水 4 种体系进行实验. 从液相产物得率和总酚得率来看,以乙醇/ 水混合体系作为介质时杉木碱木质素的解聚效果最好,最优工艺条件为: 温度 300 ℃、反 应时间 30 min、转速 500 r/min,甲酸镍用量 10% ,乙醇/水体积比 40 ∶ 60,在该条件下,液相 产物得率达 73. 88% ,总酚得率达 14. 45% . 液相产物经 200 ℃ 一级闪蒸后,在 500 ℃ 下热 裂解,形成的源于木质素基本结构单元的单酚等化合物的种类最多,这样可以大大提高混 合单酚的产量,尤其是富含寡聚物的蒸馏残余物经二次热解可部分断开甲基芳基醚键,形 成一定量的邻苯二酚,这为液相产物的提质和利用指出了新的方向.

关键词: 碱木质素, 解聚, 有机溶剂

Abstract: In order to investigate the depolymerization characteristics of alkali lignin in solvent /water mixture systems,four systems,namely ethanol /water,ethyl acetate /water,ethylene glycol /water and pure water,were selected to perform experiments. The results show that ( 1) ethanol /water mixed solvent medium helps to obtain the highest yield of liquid products and total phenolic compounds; ( 2) under the optimal reaction condition ( a temperature of 300 ℃,a reaction time of 30 min,a rotational speed of 500 r/min,a formic acid dosage of nickel of 10% and an ethanol-to-water volume ratio of 40∶60) ,the yields of liquid products and total phenolic compounds are 73. 88% and 14. 45% ,respectively; and ( 3) after the flashing at 200 ℃ and the pyrolysis at 500 ℃ of the liquid products,the phenolic compounds derived from lignin's basic structural unit are the most abundant,thus greatly increasing the yield of monophenol. Moreover,the methyl aryl ether bond of the distillation residue may break down during the pyrolysis process,which leads to the formation of a certain amount of catechol. All these above-mentioned statements provide guidelines for the quality improvement and utilization of liquid products.

Key words: alkali lignin, depolymerization, organic solvent

中图分类号: