稻草的常壓熱化學(xué)液化研究.pdf

1、隨著石化資源的逐漸枯竭，生物質(zhì)作為可循環(huán)利用的再生資源日益受到各國(guó)科學(xué)家關(guān)注。生物質(zhì)經(jīng)過(guò)常壓液化、降解、分離出有價(jià)值的化工原料。進(jìn)一步和其它物質(zhì)進(jìn)行反應(yīng)，可以制備聚氨酯、環(huán)氧樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂等高分子材料。生物質(zhì)常壓液化技術(shù)近年來(lái)才開(kāi)始發(fā)展，對(duì)于液化反應(yīng)歷程與原理，液化產(chǎn)物的組成與結(jié)構(gòu)，以及可實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的工藝還需更深入的研究。生物質(zhì)原料組成復(fù)雜，含多種成分，且不同生物質(zhì)的組成結(jié)構(gòu)差異很大，使液化產(chǎn)物也極為復(fù)雜，對(duì)研究反應(yīng)機(jī)理和提高反應(yīng)專一性

2、不利。對(duì)液化機(jī)理和產(chǎn)物分析一直是研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)之一。因此，有些研究者將木質(zhì)植物生物質(zhì)主要成分加以分離，然后分別研究其化學(xué)降解的規(guī)律。 本文主要通過(guò)對(duì)不同液化劑(碳酸乙烯酯，乙二醇，聚乙二醇400，二乙二醇，苯酚)液化稻草為主線，研究和探討了時(shí)間，溫度，濃硫酸的濃度，液比(液化劑對(duì)稻草的比率)對(duì)液化殘?jiān)实挠绊?，分析了不同液化劑液化稻草的影響效果，得到不同液化劑液化稻草的最?yōu)條件。并測(cè)定了液化產(chǎn)物的粘度，重均分子量以及紅外光譜。

3、由于各種液化劑液化稻草的影響因素的差異，綜合各種液化劑的優(yōu)缺點(diǎn)，取長(zhǎng)補(bǔ)短。本文嘗試了使用不同液化劑的不同組合來(lái)液化稻草。研究結(jié)果表明： 1．用碳酸乙烯酯液化稻草，添加雙氧水可以很好的液化稻草，當(dāng)液比為5時(shí)，添加0.08 ml/g EC雙氧水就能在90min內(nèi)實(shí)現(xiàn)完全液化。此時(shí)液化產(chǎn)物的粘度為10mPa-S；重均分子量為297；羥值為116mgKOH/g。經(jīng)紅外光譜分析液化產(chǎn)物有酯鍵生成，吡喃環(huán)消失，木質(zhì)素在液化過(guò)程中紫丁香環(huán)消失

4、，未反應(yīng)殘?jiān)饕ɑ曳?，半纖維素和木質(zhì)素。 2．單純用丙三醇(GLY)、乙二醇(EG)、一縮二乙二醇(DEG)和聚乙二醇(PEG<'400>)在最佳條件下，各自的最低殘?jiān)史謩e為21.1％、41.6％、38.5％和51.6％。而在190℃時(shí)，在60min內(nèi)EG、DEG、PEG<'400>各自和GLY以1：2混合的液化劑液化稻草的殘?jiān)示陀?7％。紅外光譜分析表明：在液化殘?jiān)?，木質(zhì)素中芳香環(huán)相連的C-O在多元醇作用下生成醚鍵

5、，木質(zhì)素的苯環(huán)結(jié)構(gòu)未被液化；纖維素和半纖維素大分子以酯鍵的形式聚合成大分子。在液化產(chǎn)物中，木質(zhì)素的C-H未被多元醇液化；液化過(guò)程中有酯鍵產(chǎn)生；液化劑以醚鍵的形式存在于液化產(chǎn)物中。 3．通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析得出苯酚液化稻草的最優(yōu)條件為： 175℃，60min，苯酚與稻草用量比為3，H<,2>SO<,4>與稻草用量比為18％，得到的殘?jiān)蕿?4％左右。通過(guò)PEG<'400>，DEG，GLY和苯酚四種液化劑對(duì)稻草的液化效果比較，得出苯酚