木质素在异丙醇中的降解研究-core

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1、第35卷第2期林产化学与工业Vol．35No．22015年4月ChemistryandIndustryofForestProductsApr．2015doi:10．3969/j．issn．0253-2417．2015．02．010木质素在异丙醇中的降解研究*田晓东，叶跃元，刘运权(厦门大学能源学院，福建厦门361102)摘要:采用正交试验法对有机溶剂木质素在异丙醇中的降解进行了研究，得出木质素在异丙醇中降解的较优水平为:催化剂Ｒu/C用量0．20g、温度280℃、压力2．5MPa、时间8h。在该条件下，降解

2、产物中生物油的产率最高可达74．13%，生物油中酚类和醇、酮以及烃类的GC含量总和接TIANXiao-dong近60%。木质素原料和生物油的元素分析说明解聚过程中发生了脱氧;傅里叶红外光谱分析表明木质素的解聚过程中有酚羟基、烷基等新的结构基团产生。关键词:木质素;异丙醇;正交试验;降解中图分类号:TQ352文献标识码:A文章编号:0253-2417(2015)02-0067-06引文格式:田晓东，叶跃元，刘运权．木质素在异丙醇中的降解研究［J］．林产化学与工业，2015，35(2):67－72．Depoly

3、merizationofLignininIsopropanolSolventTIANXiao-dong，YEYue-yuan，LIUYun-quan(CollegeofEnergy，XiamenUniversity，Xiamen361102，China)Abstract:Thedepolymerizationoflignininisopropanolwasstudiedbyorthogonalarraytest．Itwasfoundthattheexcellentlevelsofthelignindepol

4、ymerizationinisopropanolwereasfollows:Ｒu/Ccatalystamount0．20g，temperature280℃，pressure2．5MPa，reactiontime8h．Undertheseconditions，theyieldofbio-oilcouldreach74．13%，andacombinedGCcontentofphenolics，cyclicalcohols，cyclicketones，andhydrocarbonsachieved60%．Thee

5、lementalanalysesofligninfeedstockandbio-oilproductsindicatedthatdeoxygenationwascarriedoutduringthedepolymerization．Thefourierinfraredspectrum(FT-IＲ)furtherindicatedthatnewfunctionalgroupssuchasphenolichydroxylandalkylwereformed．Keywords:lignin;isopropanol

6、;orthogonaltest;depolymerization面对化石能源的日益枯竭，开发可再生能源以替代或部分替代化石能源，维持人类社会可持续发展成为人们关注的问题。生物质能源是所有可再生能源中唯一可以转化为液体、气体和固体燃料的可再［1－2］生能源，可以部分替代化石能源，因而发展和利用生物质能源对于建立资源节约型、环境友好型社会有着重大意义。生物质主要由纤维素、半纤维素和木质素3种组分构成。目前，纤维素和半纤维素的［3－5］利用主要是通过发酵和催化转化来分别获得生物乙醇和羟甲基糠醛或其它呋喃类化合物，

7、而木质素的利用还存在一些困难。木质素虽然只占整个生物质组分的15%～25%，但热值却占40%，是地球上［6］富含芳烃结构最多的可再生资源。木质素是一种无定型的、三维的天然高分子聚合物，由不同苯丙烷结构单元随机键合而成的。木质素结构单元之间的联接主要是以C—O—C键和C—C键的方式，其中C—O—C键超过2/3。C—O—C键又分为β-O-4型、α-O-4型、4-O-5型等，其中β-O-4联的连接方［7］式是最普遍的，占到50%，C—C键又分为β-5、β-1、β-β、5-5等。国内外学者对木质素降解生成酚类［8］

8、化合物进行了大量研究，Xu等研究了柳枝稷木质素用乙醇作溶剂、甲酸作为氢源时的降解情况，转化率达100%，产物中有21%的愈创木酚类化合物。然而，该方法对反应条件提出了较苛刻的要求，因甲收稿日期:2014-03-04基金项目:国家973计划资助(2012CB215306)作者简介:田晓东(1989－)，男，宁夏中卫人，硕士生，主要从事木质素的解聚与转化研究*通讯作者:刘运权(1963－)，男，教授，博士，主要从事生