微波液化玉米秸秆及环氧树脂的制备与性能研究

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1、密级：学校代码：10075分类号：学号：20111316理学硕士学位论文微波液化玉米秸秆及环氧树脂的制备与性能研究学位申请人：武文硕指导教师：刘志强教授学位类别：理学硕士学科专业：环境工程授予单位：河北大学答辩日期：二○一五年五月ClassifiedIndex:CODE:10075U.D.C.:NO:20111316ADissertationfortheDegreeofM.ScienceMicrowaveliquefiedcornstoverandPreparationandPropertiesofEpoxyR

2、esinCandidate：WuWenshuoSupervisor：Prof.LiuZhiqiangAcademicDegreeAppliedfor：MasterofScienceSpecialty：EnvironmentEngineeringUniversity：HebeiUniversityDateofOralExamination：May，2015河北大学学位论文独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中

3、不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得河北大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了致谢。作者签名：日期：年月日学位论文使用授权声明本人完全了解河北大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本学位论文属于1、保密□，在年月日解密后适用本授权声明。2、不保密□。（请在以上

4、相应方格内打“√”）作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日保护知识产权声明本人为申请河北大学学位所提交的题目为《微波液化玉米秸秆及环氧树脂的制备与性能研究》的学位论文，是我个人在导师刘志强教授指导并与导师合作下取得的研究成果，研究工作及取得的研究成果是在河北大学所提供的研究经费及导师的研究经费资助下完成的。本人完全了解并严格遵守中华人民共和国为保护知识产权所制定的各项法律、行政法规以及河北大学的相关规定。本人声明如下：本论文的成果归河北大学所有，未经征得指导教师和河北大学的书面同意和授权，本人保证不以任何

5、形式公开和传播科研成果和科研工作内容。如果违反本声明，本人愿意承担相应法律责任。声明人：日期：年月日作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要摘要党的十八届三中全会决议中指出建设生态文明，必须建立系统完整的生态文明制度体系，实行最严格的源头保护制度、损害赔偿制度、责任追究制度，完善环境治理和生态修复制度，用制度保护生态环境。环境问题的改善解决在实行制度创新完善，实现人与自然科学发展，和谐进步；转变粗放型发展模式，实现资源节约型、技术密集型和环境友好型发展模式的历史性转变，成为当前环境科学领域研究的主旨方向

6、。本研究课题旨在将生物质（玉米秸秆）由传统原始粗放利用模式经技术创新，转化为能循化利用的高附加值新型材料，应对未来石油危机和化石资源枯竭背景下有机合成原料面临原料匮乏的局面。利用微波这种清洁高效能源对可再生储量大的生物质材料进行液化利用，符合当前全面协调可持续发展政策路线。本文主要介绍了以生物质（玉米秸秆）为原材料，在微波作为反应能量源，在苯酚与浓硫酸混合液为液化催化剂条件下对固态玉米秸秆粉末进行液化。对玉米秸秆液化反应进行残渣率测定并比对实验条件，同时以红外光谱分析为手段研究其中新旧官能团吸收峰值变化情况，从

7、而确定微波液化过程中生物质原料分子主要转变的情况。在取得玉米秸秆液化物后，在碱性环境下以微波为反应能量与环氧氯丙烷反应，提取制备环氧树脂。最后将提取的环氧树脂经过与固化剂与其他助剂结合，得到具备初步实用性的环氧树脂胶结剂，通过拉伸剪切等物理手段测试胶结剂实用指数。生物质（玉米秸秆）主要由纤维素、半纤维素、木质素和其它有机物、无机物共同构成[1]。其主体构成成分具有难溶、难液化特性。在苯酚与浓硫酸混合液为液化剂作用下，通过微波穿透性的均匀加热，得以将玉米秸秆粉末初步液化。经过反复试验，初步发现在微波加热温度为16

8、0℃，微波加热时间为22分钟左右，反应原料液固比为4:1，时，实验过程中液化产物残渣率降到了最低值。温度过高，加热时间过长，均容易导致残渣率反弹，即出现高分子液化再凝聚沉淀现象。通过比对不同液化温度条件下、不同液化时间条件下、不同液化液固比条件下玉米秸秆原料和液化物残渣的红外光谱分析，发现液化残渣中纤维素、半纤维素和木质素均出现不同程度消失降解。初步印证了微波和苯酚酸性条件下液化反应的