深度共熔溶剂分离制备生物质组分及其热转化特性的实验研究
发布时间：2021-12-16 21:04
随着化石、石油等不可再生资源的逐渐枯竭以及人类对于能源需求的不断增加,利用可再生资源的木质纤维生物质制备燃料乙醇、生物基材料和平台化合物的科学研究逐渐受到了研究人员的重视,对木质纤维生物质进行处理的过程中,选择合适的分离或处理手段将生物质中木质素组分和纤维素组分等分离出来,对各组分实现充分利用是实现木质纤维生物质高效转化利用的关键。本论文研究以造纸工业原料中的松木生物质为研究对象,以绿色经济的乳酸（Lacticaicd,Lac）和氯化胆碱（Choline Chloride,ChCl）为原料合成生物质处理所用的介质溶剂,即深度共熔溶剂（Deep Eutectic Solvents,DES）,研究了不同摩尔配比的氢键供体Lac和氢键受体ChCl形成的DES在反应温度和反应时间不同调控因素下,松木组分的分级效率以及木质素单组分的溶出规律。此外,并借助高倍率扫描电镜分析（SEM）、傅里叶红外光谱分析（FT-IR）、X-射线衍射技术（XRID）、热失重分析（TGA）等技术对DES处理后松木分离的各组分的物化性能、化学结构和官能团等进行分析表征,并对木质素单组分的热降解行为及热解转化产物进行深入分...
【文章来源】：陕西科技大学陕西省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１生物质能源化利用??Ｆｉｇ．?１－１?Ｂｉｏｍａｓｓ?Ｅｎｅｒｇｙ?Ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ??
维素组分几乎没有溶解性，不同ＤＥＳ对木质素的溶解度不同，具体如表１－１所示。??深度共熔溶剂回用??酚类化合物??农业废弃物Ｉｑ?木质素组分?１有机碳材料????ＤＫＳ??????生???）?物?物??工业废弃物?＊■质?＊■质??????Ｊ?ｉ?预?造纸工业］??ｊｕ?迕?生物燃料??林业废弃物Ｉ—１?Ｌ＾纤维素组分１?一?．?．??深??＾?纤维材料??度?匕???§?｜平台化合物??．洛????剂??图１－５?ＤＥＳ在木质纤维生物质精炼过程中应用的简示图??Ｆｉｇ．?１－５?Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ?ｏｆ?ＤＥＳ?ｉｎ?ｔｈｅ?ｒｅｆｉｎｉｎｇ?ｏｆ?ｌｉｇｎｏｃｅｌｌｕｌｏｓｉｃ?ｂｉｏｍａｓｓ??１０??
深度共熔溶剂分离制备生物质组分及其热转化特性的实验研究??温度下观察松木生物质原料中木质素的溶出规律，根据不同的反应条件下木质素的溶出??规律进而确定后面章节的试验样品。??２．１实验部分??２．１．１实验原料和试剂??（１）实验原料??松木原材料，取自山东亚太森博浆纸有限公司，选择需要的松木树干（不包括树皮、??树枝和叶子等不需要的部分），横截面直径约为２０ｃｍ，松木原料如图２－１所示。截好的??松木木块置于阴凉处风干一个月，将风干后的松木原料劈成小木片（长度约为２？３ｃｍ），??同时将切好的松木木片使用小型粉碎机将其磨成粉末状，使用自封袋把磨好的松木粉末??置于其中保持密封状态平衡水分三天，随后将原料木粉取出过筛（４０？６０目），将过筛??好的松木木粉取出少量用于对松木原料的水分测定以及成分分析中，剩余的过筛松木木??粉首先对其使用苯醇混合溶液（苯和乙醇按照２：１的体积比混合）进行抽提，然后置于??１０５°Ｃ条件下的烘箱中干燥２４ｈ后置于干燥箱中备用＿，实验中用到的松木生物质固体粉??末如图２－２所示，随后用于ＤＥＳ处理分离提取松木木质素的实验中。??動：：１??图２－１松木风干原料?图２－２松木固体粉末试样??Ｆｉｇ．?２－１?Ｐｉｎｅ?ｗｏｏｄ?ａｉｒ－ｄｒｉｅｄ?ｒａｗ?ｍａｔｅｒｉａｌｓ?Ｆｉｇ．?２－２?Ｐｉｎｅ?ｓｏｌｉｄ?ｐｏｗｄｅｒ?ｓａｍｐｌｅ??（２）实验试剂??实验过程中涉及的相关化学试剂（氯化胆碱、乳酸等）均为分析纯，其中氯化胆碱??购买自购自天津市大茂化学试剂厂，乳酸、乙醇等相关化学试剂均由国药集团化学试剂??有限公司提供，氯化胆碱在使用前置于干燥箱中干燥保存备用，由于氯化胆碱自身
【参考文献】：
期刊论文
[1]深度共熔溶剂应用于松木类木质素分离的研究[J]. 张肖肖,娄瑞,董继先,薛香玉,周寅轩,许慧敏. 陕西科技大学学报. 2019(06)
[2]Lignin Interaction with Cellulase during Enzymatic Hydrolysis[J]. Mingfu Li,Qingtong Zhang,Changzhou Chen,Shuangfei Wang,Douyong Min. Paper and Biomaterials. 2019(04)
[3]深度共熔溶剂在生物质精炼过程中的应用[J]. 张肖肖,娄瑞,董继先,薛香玉,周寅轩. 纸和造纸. 2019(03)
[4]Application of deep eutectic solvents in biomass pretreatment and conversion[J]. Yu Chen,Tiancheng Mu. Green Energy & Environment. 2019(02)
[5]木质素的化学改性及其在高分子材料中的应用[J]. 田静,杨益琴,宋君龙. 纤维素科学与技术. 2018(04)
[6]生物质热解影响因素及技术研究进展[J]. 胡二峰,赵立欣,吴娟,孟海波,姚宗路,丛宏斌,吴雨浓. 农业工程学报. 2018(14)
[7]胆碱类低共熔溶剂提取分离丝瓜络纤维素的研究[J]. 宋艳丹,季新伟,陈玲,洪枢,连海兰. 中国造纸学报. 2018(02)
[8]木素抗氧化性的研究现状及展望[J]. 邹瑾颖,庄蕾,黄治齐,李明飞. 纸和造纸. 2018(02)
[9]深度共熔溶剂分离提取玉米芯纤维素[J]. 刘洪杰,邢山川,张思思,陆文超,刘少杰. 河北科技大学学报. 2017(06)
[10]生物质木质素分离和结构研究方法进展[J]. 文甲龙,陈天影,孙润仓. 林业工程学报. 2017(05)
博士论文
[1]离子液体及低共熔溶剂用于麦秸预处理的研究[D]. 赵峥.北京化工大学 2018
[2]基于氯化胆碱低共熔溶剂的木质素提取改性和降解研究[D]. 李利芬.东北林业大学 2015
硕士论文
[1]催化增强麦草组分乙醇溶剂法分离效率的研究[D]. 宋特.陕西科技大学 2019
[2]水稻秸秆的低共熔溶剂预处理及其高值化利用的研究[D]. 邢婉茹.江南大学 2018
[3]低共熔溶剂分离提取竹柳木质素研究[D]. 李腾飞.齐鲁工业大学 2018
[4]低共熔溶剂分离改性木质素及制备酚醛树脂的研究[D]. 刘钧.华南理工大学 2017
[5]玉米秸秆木质素提取表征及应用研究[D]. 张坤.长春工业大学 2015
[6]低共熔离子液体及等离子体活化木质素的机理研究[D]. 李珊.南京林业大学 2014
[7]离子液体法提取木质素的研究[D]. 侯祥.大连工业大学 2011
本文编号：3538816
【文章来源】：陕西科技大学陕西省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１生物质能源化利用??Ｆｉｇ．?１－１?Ｂｉｏｍａｓｓ?Ｅｎｅｒｇｙ?Ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ??
维素组分几乎没有溶解性，不同ＤＥＳ对木质素的溶解度不同，具体如表１－１所示。??深度共熔溶剂回用??酚类化合物??农业废弃物Ｉｑ?木质素组分?１有机碳材料????ＤＫＳ??????生???）?物?物??工业废弃物?＊■质?＊■质??????Ｊ?ｉ?预?造纸工业］??ｊｕ?迕?生物燃料??林业废弃物Ｉ—１?Ｌ＾纤维素组分１?一?．?．??深??＾?纤维材料??度?匕???§?｜平台化合物??．洛????剂??图１－５?ＤＥＳ在木质纤维生物质精炼过程中应用的简示图??Ｆｉｇ．?１－５?Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ?ｏｆ?ＤＥＳ?ｉｎ?ｔｈｅ?ｒｅｆｉｎｉｎｇ?ｏｆ?ｌｉｇｎｏｃｅｌｌｕｌｏｓｉｃ?ｂｉｏｍａｓｓ??１０??
深度共熔溶剂分离制备生物质组分及其热转化特性的实验研究??温度下观察松木生物质原料中木质素的溶出规律，根据不同的反应条件下木质素的溶出??规律进而确定后面章节的试验样品。??２．１实验部分??２．１．１实验原料和试剂??（１）实验原料??松木原材料，取自山东亚太森博浆纸有限公司，选择需要的松木树干（不包括树皮、??树枝和叶子等不需要的部分），横截面直径约为２０ｃｍ，松木原料如图２－１所示。截好的??松木木块置于阴凉处风干一个月，将风干后的松木原料劈成小木片（长度约为２？３ｃｍ），??同时将切好的松木木片使用小型粉碎机将其磨成粉末状，使用自封袋把磨好的松木粉末??置于其中保持密封状态平衡水分三天，随后将原料木粉取出过筛（４０？６０目），将过筛??好的松木木粉取出少量用于对松木原料的水分测定以及成分分析中，剩余的过筛松木木??粉首先对其使用苯醇混合溶液（苯和乙醇按照２：１的体积比混合）进行抽提，然后置于??１０５°Ｃ条件下的烘箱中干燥２４ｈ后置于干燥箱中备用＿，实验中用到的松木生物质固体粉??末如图２－２所示，随后用于ＤＥＳ处理分离提取松木木质素的实验中。??動：：１??图２－１松木风干原料?图２－２松木固体粉末试样??Ｆｉｇ．?２－１?Ｐｉｎｅ?ｗｏｏｄ?ａｉｒ－ｄｒｉｅｄ?ｒａｗ?ｍａｔｅｒｉａｌｓ?Ｆｉｇ．?２－２?Ｐｉｎｅ?ｓｏｌｉｄ?ｐｏｗｄｅｒ?ｓａｍｐｌｅ??（２）实验试剂??实验过程中涉及的相关化学试剂（氯化胆碱、乳酸等）均为分析纯，其中氯化胆碱??购买自购自天津市大茂化学试剂厂，乳酸、乙醇等相关化学试剂均由国药集团化学试剂??有限公司提供，氯化胆碱在使用前置于干燥箱中干燥保存备用，由于氯化胆碱自身
【参考文献】：
期刊论文
[1]深度共熔溶剂应用于松木类木质素分离的研究[J]. 张肖肖,娄瑞,董继先,薛香玉,周寅轩,许慧敏. 陕西科技大学学报. 2019(06)
[2]Lignin Interaction with Cellulase during Enzymatic Hydrolysis[J]. Mingfu Li,Qingtong Zhang,Changzhou Chen,Shuangfei Wang,Douyong Min. Paper and Biomaterials. 2019(04)
[3]深度共熔溶剂在生物质精炼过程中的应用[J]. 张肖肖,娄瑞,董继先,薛香玉,周寅轩. 纸和造纸. 2019(03)
[4]Application of deep eutectic solvents in biomass pretreatment and conversion[J]. Yu Chen,Tiancheng Mu. Green Energy & Environment. 2019(02)
[5]木质素的化学改性及其在高分子材料中的应用[J]. 田静,杨益琴,宋君龙. 纤维素科学与技术. 2018(04)
[6]生物质热解影响因素及技术研究进展[J]. 胡二峰,赵立欣,吴娟,孟海波,姚宗路,丛宏斌,吴雨浓. 农业工程学报. 2018(14)
[7]胆碱类低共熔溶剂提取分离丝瓜络纤维素的研究[J]. 宋艳丹,季新伟,陈玲,洪枢,连海兰. 中国造纸学报. 2018(02)
[8]木素抗氧化性的研究现状及展望[J]. 邹瑾颖,庄蕾,黄治齐,李明飞. 纸和造纸. 2018(02)
[9]深度共熔溶剂分离提取玉米芯纤维素[J]. 刘洪杰,邢山川,张思思,陆文超,刘少杰. 河北科技大学学报. 2017(06)
[10]生物质木质素分离和结构研究方法进展[J]. 文甲龙,陈天影,孙润仓. 林业工程学报. 2017(05)
博士论文
[1]离子液体及低共熔溶剂用于麦秸预处理的研究[D]. 赵峥.北京化工大学 2018
[2]基于氯化胆碱低共熔溶剂的木质素提取改性和降解研究[D]. 李利芬.东北林业大学 2015
硕士论文
[1]催化增强麦草组分乙醇溶剂法分离效率的研究[D]. 宋特.陕西科技大学 2019
[2]水稻秸秆的低共熔溶剂预处理及其高值化利用的研究[D]. 邢婉茹.江南大学 2018
[3]低共熔溶剂分离提取竹柳木质素研究[D]. 李腾飞.齐鲁工业大学 2018
[4]低共熔溶剂分离改性木质素及制备酚醛树脂的研究[D]. 刘钧.华南理工大学 2017
[5]玉米秸秆木质素提取表征及应用研究[D]. 张坤.长春工业大学 2015
[6]低共熔离子液体及等离子体活化木质素的机理研究[D]. 李珊.南京林业大学 2014
[7]离子液体法提取木质素的研究[D]. 侯祥.大连工业大学 2011
本文编号：3538816
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