非均相UV/Fenton体系氧化降解愈创木酚的研究

以浸渍法制备的Fe3+/γ-Al2O3为催化剂,研究了非均相UV/Fenton体系对木素类模型物愈创木酚的处理效果,并与非均相Fenton体系作比较。实验结果表明,非均相UV/Fenton体系能够有效地降解结构稳定的木素类模型物愈创木酚。在室温、初始pH值为6.3、投加2倍理论量的H2O2和1g/L自制的催化剂(Fe3+与H2O2的摩尔比为1∶31.6)、反应60min,初始质量浓度为50mg/L的条件下,愈创木酚的去除率可达到100%。非均相UV/Fenton和非均相Fenton反应90min,愈创木酚的总有机碳去除率分别为94.3%和17.2%,由此可知,紫外光与Fenton试剂存在协同效应,使体系的氧化能力明显增强。愈创木酚的矿化速率慢于去除速率,说明愈创木酚并不是立刻被降解为CO2和H2O,而是先被降解为其他小分子中间产物,最终完全矿化。

木素类模型物紫丁香醇TiO_2光催化降解

在光催化反应器中,以紫外光(功率11 W,波长253.7 nm)作光源,在TiO2悬浮体系中,对含有木素类模型物紫丁香醇的有机废水进行了光催化降解实验,并研究了其反应特性。实验结果表明,暗反应60 min后,紫丁香醇在TiO2催化剂表面达到吸附解吸平衡,吸附总量百分比基本相同,TiO2表面饱和吸附量是初始溶液中紫丁香醇质量的16.3%;当TiO2用量为0.4 g/L,溶液pH值为3以及连续曝气和搅拌条件下,由降解吸光度曲线可知,经该紫外光照射12 h,初始浓度40.5 mg/L的溶液去除率达52%,继续照射4 h,最终可达到完全降解。由降解吸光度曲线和化学特征功能团显色实验可初步推断,在一定的紫外光照射下,紫丁香醇支链上的一个甲氧基先与苯环发生断裂,生成了具有单甲氧基结构的中间体-愈创木酚。通过联立方程定量分析了降解过程中紫丁香醇和愈创木酚的浓度。??

Fenton试剂氧化降解愈创木酚的研究

以木素类模型物愈创木酚为目标化合物,在自制的圆柱形双层玻璃反应器中,考察Fenton试剂对愈创木酚的处理效果,研究了H2O2用量、Fe2+用量、愈创木酚溶液初始浓度及pH值、反应时间、紫外光照射等因素对愈创木酚降解的影响。实验结果表明,在室温条件下,当体系pH值为3.0时,加入2倍理论用量的H2O2,Fe2+与H2O2的物质的量之比为1∶50,反应60 min后,初始质量浓度50 mg/L的愈创木酚溶液的愈创木酚去除率可达85.1%;当体系中引入紫外光照射后,Fenton试剂的氧化性明显增强,反应速度显著加快,反应进行30 min后愈创木酚可完全去除。

纳米TiO_2光催化降解紫丁香基木素模型物

在光催化反应器中,以紫外灯作为光源,对紫丁香基木素的模型物紫丁香醇进行光催化降解实验,讨论了悬浮体系中纳米TiO2光催化降解紫丁香醇的反应特性。实验结果表明,在避光条件下反应60 min后,溶液中紫丁香醇在纳米TiO2催化剂表面可以达到吸附解吸平衡,纳米TiO2表面饱和吸附量为起始质量浓度的16.3%;根据降解吸光度曲线,当纳米TiO2用量0.4 mg/L、pH值7、连续曝气和搅拌条件下,经一定光强的紫外光照射12 h,初始质量浓度为40.5 mg/L的紫丁香醇溶液去除率达到52.08%,继续光照4 h,最终可以完全矿化;根据降解吸光度曲线和特征官能团显色实验初步推断:紫丁香醇结构中部分双甲氧基在光照条件下,与苯环发生了断裂,生成了具有单甲氧基结构的中间体——愈创木酚;并定量分析了降解过程中紫丁香醇和愈创木酚的质量浓度。

Co@C催化木质素衍生酚类化合物的加氢转化

采用溶剂热法合成Co-MOF,然后通过一步热解法制备了Co@C催化剂。通过N2物理吸附-脱附(BET)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等分析手段对Co@C催化剂的结构进行了表征。探讨了Co-MOF热解温度、反应温度、初始氢压以及反应时间对Co@C催化愈创木酚加氢转化的影响。结果表明,Co-MOF和Co@C中均以介孔为主;片层结构的Co-MOF热解后变成不规则的球状,并且随着热解温度升高,Co@C的比表面积不断减小。以Co@C-600为催化剂,在反应温度180℃、初始氢压2 MPa、反应时间2 h的条件下,愈创木酚完全转化,环己醇的选择性为92.8%。Co@C催化愈创木酚加氢转化的主要反应路径为先通过脱甲氧基生成苯酚,进一步加氢生成环己醇。此外,Co@C-600对苯酚、对甲氧基苯酚和4-甲基愈创木酚等其他衍生酚单体也具有较好的催化活性。

UV/Fenton及Fenton体系降解愈创木酚的机理探讨

选择木素类模型物愈创木酚作为目标化合物,对UV/Fenton和Fenton体系降解愈创木酚的过程进行研究,结合愈创木酚紫外-可见光谱的变化、愈创木酚去除率和矿化率的比较,对UV/Fenton和Fenton体系降解愈创木酚的机理加以探讨。实验发现,UV/Fenton和Fenton体系不只是单纯的自由基反应,Fe2+还可以和H2O2生成高价铁配合物,通过配合物的电子转移使愈创木酚得到氧化。

钯炭催化木质素模型化合物愈创木酚加氢脱氧制备烷烃

针对木质素催化加氢脱氧制备烃类燃料,以木质素模型化合物愈创木酚催化加氢脱氧制备烷烃为模型反应,研究了活性炭负载Pd、Pt、Ru、Rh金属催化剂,在磷酸溶液中催化愈创木酚加氢脱氧制备烷烃的反应性能。结果表明,Pd/C催化剂显示了较高的催化活性,在催化剂用量0.02g,反应温度225℃,磷酸质量分数0.5%,氢气压力5MPa的条件下反应1h,烃类产物(环己烷和甲基环戊烷)收率可达78%。建立了催化愈创木酚加氢脱氧制备烷烃反应的动力学模型,并得到Pd/C催化愈创木酚转化反应各步的反应速率常数和表观活化能。其中,愈创木酚部分加氢脱氧反应活化能为60.1kJ/mol,含氧产物深度加氢脱氧反应活化能为73.6kJ/mol。研究结果为进一步研究木质素制备烃类燃料提供了参考。

TiO_2悬浮体系下光催化降解愈创木酚的动力学研究

以木素的模型物愈创木酚(G-M)为对象,采用自制的纳米TiO_2作光催化剂,对G-M光催化降解的动力学特性进行了研究。根据吸附特性和表面光催化降解反应得到了G-M光催化降解过程的动力学方程:1/r=1.744/C+0.1034。由半衰期法对动力学方程的讨论,发现实测值与计算值的差是由于中间产物在催化剂表面上与G-M的竞争,降低了催化剂对G-M有效降解的程度。对于不同初始浓度,其动力学方程近似表达成3种不同的形式。

愈创木酚胺基多元醇的合成及表征

以木质素模型化合物愈创木酚、二乙醇胺及多聚甲醛为原料,通过Mannich反应合成了愈创木酚胺基多元醇,研究了物料滴加顺序、物料配比、反应温度及时间等因素对Mannich反应的影响。实验结果表明:反应物料按物质的量比n(愈创木酚)∶n(甲醛)∶n(二乙醇胺)1∶1∶1,甲醛与二乙醇胺60℃反应2 h生成1,3-氧氮杂环戊烷,再将其滴入愈创木酚中,80～90℃反应3～4 h,二乙醇胺的转化率最高可达到90.71%。并采用HPLC、LC-MS及FT-IR表征了愈创木酚胺基多元醇的化学结构。

TiO_2光催化降解紫丁香醇的定量分析

在圆柱型光催化反应器中,以UV-A light(功率11W,波长253.7,nm)作为光源,对含有紫丁香醇模型物的木素类有机废水进行光催化降解实验,研究讨论了悬浮体系中TiO2光催化降解紫丁香醇木素的反应特性.实验结果表明,紫丁香醇结构中部分双甲氧基在光照的条件下,与苯环发生了断裂,生成了具有单甲氧基结构的中间体——愈创木酚和一些其他低分子有机物;通过联立公式对降解过程中的紫丁香醇和愈创木酚的浓度进行定量分析.

木质素及其模型化合物生产愈创木酚的研究进展

总结了目前使用木质素及其模型化合物香草酸、香草醛和阿魏酸生产愈创木酚的方法,并进一步阐明了生物发酵法生产愈创木酚的基本代谢途径,以期为相关研究提供参考。

木质素酚类单体化合物制备烷烃燃料

通过引入中间小分子化合物,采用傅克烷基化反应,实现了从木质素酚类单体化合物制备长链烷烃燃料。考察了催化剂、醛酮类小分子化合物、反应时间、反应温度、物料比、底物等条件对从木质素酚类单体制备二聚体反应结果的影响,并对得到的木质素酚类二聚体产物进一步加氢还原,得到C13~19烷烃燃料。结果表明,当物料比n（木质素酚类单体）/n（醛酮类中间小分子）为15∶3,以Amberlyst-15为酸性催化剂,在100℃的条件下,反应24 h,可以得到68%产率的二聚体化合物（当底物是愈创木酚和丙醛时）。将得到的二聚体化合物在270℃,4 MPa H2的不锈钢反应釜中进行加氢反应,3 h后,二聚体化合物完全转化为液体烷烃。提出从木质素单体出发通过引入中间小分子,实现C-C链增长来制备烷烃燃料的合成路线,为木质素的开发和应用提出了新思路与实验基础。

金属助催化剂对介孔Ni基催化剂加氢提质木质素的影响

制备了还原型介孔Ni基催化剂,探究了金属助剂对愈创木酚和木质素催化加氢精制的影响。结果表明,助催化剂Co的加入,有利于载体表面金属Ni组分的分散。非晶态ZS-Co催化剂在180℃,4 MPa H2,正庚烷为溶剂的反应条件下,愈创木酚的转化率达到73.9%,其中脂肪族含氧衍生物的选择性为89.4%,原料中甲氧基和苯环加氢程度较高。乙醇中羟基与原料中含氧官能团在金属活性位点之间存在竞争关系。非晶态催化剂可以促进木质素降解产物的催化加氢反应。

愈创木酚催化氢解制取苯酚研究进展

以愈创木酚为木质素模型化合物,深入探讨了其选择性断裂O-Caryl键的氢解机理,重点阐述了愈创木酚氢解制备苯酚高效催化剂的研究进展,并对愈创木酚催化氢解未来的研究方向和发展趋势做了进一步展望。

TS-1/H_2O_2碱溶液中低温氧化愈创木酚制备马来酸(英)

可再生生物质资源的开发与利用能够缓解化石燃料产生的温室气体对环境的负面影响.在生物质燃料制备过程中联产高附加值化学品能大幅提高生物质炼制的经济性.愈创木酚是常见的木质纤维素快速热解产物.本文研究了低温液相氧化愈创木酚制备马来酸,并重点考察了催化剂添加量、pH值、反应时间和反应温度等反应条件的影响.研究发现,在钛硅沸石-过氧化氢碱溶液氧化反应体系中(80℃,pH=13.3),20_30mol%的愈创木酚可以选择性转化为马来酸.同时初步探讨了愈创木酚氧化开环转化为马来酸的反应机理.

针叶木木质素单体模型化合物热解研究进展

木质素目前是唯一可持续生产芳香基化合物的可再生资源。然而,当前绝大多数的木质素未能得到有效利用。热解可以将木质素快速转化为生物炭、生物油和生物气等产物并实现其资源化和高值化利用的有效途径。愈创木基单元是针叶木木质素的主要组成单元,且其结构中的甲氧基和酚羟基等官能团在木质素中广泛存在,因此作为模型化合物被广泛应用。愈创木酚类化合物直接热解产物以苯酚类和邻苯二酚类化合物为主,且热解温度对其热解过程具有一定影响,提高热解温度提高转化率且产生少量芳烃和更多的烯烃,且愈创木基结构单元的C4取代基官能团对愈创木酚直接热解的影响较小。分子筛由于具有独特结构和酸性位点,是催化裂解愈创木酚脱氧制备芳烃和单酚的有效催化剂。催化热解反应条件(如热解温度、重时空速和原料分压等)对催化热解产物具有重要影响;且在热解过程中添加氢供体可以显著提高愈创木酚脱氧率并降低催化剂的积碳。热解机理方面,愈创木酚基化合物直接热解反应主要反应途经是自由基反应,且结构单元中的甲氧基与焦炭形成具有直接关系。初步热解产物邻苯二酚及其衍生的邻羟基苯醌是形成气体产物的重要中间体。与直接热解不同的是,愈创木酚催化热解的主要反应机理是“烃池机理”。该研究通过对愈创木酚类化合物直接热解研究、催化热解研究和反应机理等方面进行总结和综述,期望加深对木质素热解过程的理解,为木质素热解产物的调控提供理论指导。

木质素模型化合物热解芳环转化机理研究

本文以苯酚、愈创木酚、紫丁香酚为木质素模化物,对木质素热解过程中芳环的转化过程进行研究分析,利用在线气相色谱对木质素模型化合物的热解产物进行检测分析。根据产物分布分析可知,芳烃并不能直接由木质素中固有的芳基结构直接形成;木质素热解过程中,酚类化合物的芳环首先发生破裂生成短链烃和一氧化碳等无机气体,短链烃发生再聚合形成芳烃类化合物。