草本类木素的化学与热化学性质表征

doi:10.3969/j.issn.1000-565X.2010.08.001

华南理工大学学报（自然科学版） ›› 2010, Vol. 38 ›› Issue (8): 1-6.doi: 10.3969/j.issn.1000-565X.2010.08.001

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草本类木素的化学与热化学性质表征

娄瑞武书彬吕高金杨卿

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:2009-10-20 修回日期:2010-01-09 出版日期:2010-08-25 发布日期:2010-08-25
通信作者: 武书彬（1965-），男，教授，博士生导师，主要从事生物质化学与化工、二次纤维利用新技术等的研究．E-mail：shubinwu@scut．edu．cn E-mail:lou．rui@mail．scut．edu．cn
作者简介:娄瑞（1983-），女，博士生，主要从事植物纤维热化学转化燃料能源的研究
基金资助:
国家“973”计划项目（2007CB210201）;国家“863”计划项目（2007AA052456）;国家自然科学基金资助项目（20576043）

Chemical Structure and Thermochemical Properties of Lignin from Herbaceous Plant

Lou Rui Wu Shu-bin Lv Gao-jin Yang Qing

State Key Laboratory of Pulp and Paper Engineering, South China University of Technology, Guangzhou 510640, Guangdong, China

Received:2009-10-20 Revised:2010-01-09 Online:2010-08-25 Published:2010-08-25
Contact: 武书彬（1965-），男，教授，博士生导师，主要从事生物质化学与化工、二次纤维利用新技术等的研究．E-mail：shubinwu@scut．edu．cn E-mail:lou．rui@mail．scut．edu．cn
About author:娄瑞（1983-），女，博士生，主要从事植物纤维热化学转化燃料能源的研究
Supported by:
国家“973”计划项目（2007CB210201）;国家“863”计划项目（2007AA052456）;国家自然科学基金资助项目（20576043）

摘要/Abstract

摘要： 以草本类植物中的稻草和毛竹为原料，采用酶解／温和酸解法来分离草本类木素，制得酶解／温和酸解木素（EMAL）．运用元素分析、傅里叶变换红外光谱（FT—IR）和核磁共振定量磷谱（31P—NMR）等手段对两种EMAL的化学结构和性能进行表征，同时利用热重一傅里叶红外光谱联用（TG—FFIR）和热解一气相色影质谱联用（Py-GC／MS）技术研究EMAL的热裂解特性．发现：稻草的聚戊糖和抽出物含量较高，而毛竹的纤维素和木素含量较高；稻草EMAL含有丰富的愈创木基（G型）结构单元，毛竹EMAL主要以紫丁香基（S型）结构单元为主；毛竹EMAL在384℃出现一个明显的失重峰，而稻草EMAL热解时分别在270和384℃出现明显失重峰；两种木素化学结构的差异会影响EMAL的热解性质和热解产物．

关键词: 草本类植物, 木素, 热解, 热化学, 热重一傅里叶红外光谱联用, 热解一气相色谱／质谱联用

Abstract:

Two representative herbaceous plants, namely, rice straw and bamboo, were selected as the materials to produce two kinds of enzymatic/mild acidolysis lignin （EMAL） by isolating lignin via an enzymatic/mild acidolysis process. Then, the chemical structure and properties of the products were characterized by means of elemental analysis, FT-IR and quantitative 31p-NMR, and the pyrolysis characteristics of the products were investigated by means of TG-FTIR and Py-GC/MS. The results show that （ 1 ） rice straw contains more pentosan and extractives while bamboo contains more cellulose and lignin; （2） guaiacyl units （G type） are abundant in rice straw EMAL while bamboo EMAL possesses more syringyl units （S type） ; （3） during the thermal degradation, there is one distinct weight loss peak at 384℃ in bamboo EMAL but two at 270℃ and 384℃ in rice straw EMAL;and （4） the difference in chemical structure greatly affects thermal decomposition behaviors as well as pyrolysis products of EMAL.

Key words: herbaceous plant, lignin, pyrolysis, thermochemistry, TG-FTIR, Py-GC/MS

娄瑞武书彬吕高金杨卿. 草本类木素的化学与热化学性质表征[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2010, 38(8): 1-6.

Lou Rui Wu Shu-bin Lv Gao-jin Yang Qing . Chemical Structure and Thermochemical Properties of Lignin from Herbaceous Plant[J]. Journal of South China University of Technology (Natural Science Edition), 2010, 38(8): 1-6.

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Chemical Structure and Thermochemical Properties of Lignin from Herbaceous Plant

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