CaZr_(1-x)Fe_xO_3催化热解甘蔗渣木质素制备酚类化合物

采用固相反应法制备了一系列钙钛矿型混合离子电子导体CaZr_(1-x)Fe_xO_3(CZFO-x,x=0,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0).通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及X射线光电子能谱(XPS)对其晶型、形貌和金属赋存价态进行了表征.采用热重分析仪(TG)测试了其催化苷蔗渣木质素(BL)热解性能,并采用固定床微型反应器对其催化热解BL制备酚类化合物性能进行了评价,利用气相色谱/质谱(GC/MS)对BL催化热解的气相和液相产物进行分析.研究结果表明,CZFO-x呈粒状或层状致密结构,随着Fe掺杂量的增加,其特征衍射峰强度增大,且衍射峰位置向大角度偏移,晶胞体积及晶粒尺寸减小.固定床反应结果显示,在Ca Zr0.8Fe0.2O3(CZFO-0.2)催化下,BL热解液相产物收率可达23.71%,其中酚类化合物主要包括苯酚类、愈创木基类、邻苯二酚类和紫丁香基类,其选择性分别为35.19%,6.18%,10.68%和14.21%,其余产物为苯类和甲氧基芳香化合物.反应后催化剂经氧化再生后,仍然具有较高的催化活性和结构稳定性.对BL催化热解气体产物进行分析发现,CZFO-0.2促进了芳香烃烷基侧链的断裂,致使气相产物组成中CmHn和CH4含量增加.

甘蔗渣木质素改性酚醛树脂胶粘剂研究

利用甘蔗渣木质素部分替代有毒苯酚和甲醛,制备了高强度的木质素基酚醛树脂(LPF)胶粘剂,探讨了木质素替代苯酚量、甲醛/苯酚摩尔比、催化剂浓度、反应温度以及反应时间等工艺条件对木质素基胶粘剂综合性能的影响,优化了制备LPF的工艺参数,比较了优化工艺条件下制备的LPF胶粘剂与普通酚醛树脂(PF)胶粘剂的性能.结果表明,替代了50%苯酚的甘蔗渣LPF胶粘剂的综合性能优于普通PF胶粘剂,LPF胶在一定储存期内的胶粘强度仍高于PF胶.

CaZr_(0.4)Fe_(0.6)O_3的水热合成及其催化热解甘蔗渣木质素制备芳香类化合物

采用水热合成法制备CaZr_(0.4)Fe_(0.6)O_3(CZFO)钙钛矿型氧化物,对其在催化热解甘蔗渣木质素(BL)反应中的催化性能进行研究。利用XRD、SEM和Raman等方法对所制备的CZFO进行表征,考察了pH值、晶化温度、晶化时间对其晶型结构的影响。结果表明,pH=12、170℃晶化9 h,制得的CZFO结晶度最高、结构规整、呈球状且粒径均一,形成了稳定的Zr—O、Fe—O。在m(CZFO)∶m(BL)=1∶3、反应温度为550℃条件下反应2 h,液体产物收率可达29.5%。通过GC-MS分析显示出液体产物主要为酚类、苯类、苯醚类、紫丁香酚类、苯二酚类、愈创木酚类,计算得出液体产物中的6种芳香类化合物选择性为43.85%。经过3次反应-再生循环后,液体产物收率仍可达到20.3%。

钙钛矿的制备及其催化热解甘蔗渣木质素的研究

以固相法制备钙钛矿型La Ti0. 2Fe0. 8O3及其复合氧化物La Ti0. 2Fe0. 8O3·Fe2O3。通过XRD和SEM对其晶型和形貌进行分析;利用TG对甘蔗渣木质素热解过程进行分析;在固定床微反应器中对甘蔗渣木质素进行催化热解性能评价;利用GCMS对热解得到的液相产物进行分析。结果表明,La Ti0. 2Fe0. 8O3·Fe2O3催化性能优于La Ti0. 2Fe0. 8O3,液相收率可达24. 5%。液相产物中的主要成分包括苯类、愈创木酚类、酚类、紫丁香酚类、醚类、苯二酚类。失活的La Ti0. 2Fe0. 8O3·Fe2O3经过氧化再生后仍具有较高结构稳定性和较好的催化活性。经过3次反应-再生循环后,液体产品收率仍可达到17. 5%。

诱导基团参与电化学降解甘蔗渣木质素

通过电化学的方法,向木质素中的3种基本结构单元中引入烯丙基。自制的Pb/PbO2作为阳极,Cu、Ni、Fe等不同的金属材料作为阴极,在碱性溶液中,通过引入烯丙基溴,木质素的电化学诱导反应和木质素的催化降解反应同时进行。结果显示,甘蔗渣木质素中的3种基本结构单元成功地转化成为相对应的烯丙基化诱导产物。当以Pb/PbO2作为阳极,Cu板作为阴极,电流密度为10~25mA/cm^2,反应时间为1h时,3种诱导产物的累计最优产率分别为:丁香酚19.64g/kg木质素,4-烯丙基-2,6-二甲氧基苯酚8.67g/kg木质素,2-烯丙基苯酚3.53g/kg木质素。

Ca1-xPrxFeO3催化热解甘蔗渣木质素制备酚类化合物

采用溶胶-凝胶法合成了一系列镨掺杂的铁酸钙氧化物(Ca1-xPrxFeO3,简称CPF-x),优化了其焙烧机制,研究了其对甘蔗渣木质素(BL)的催化热解作用,考察了其再生性能。研究结果表明,CPF-x适宜的合成及焙烧参数分别为:x=0. 5,焙烧温度为800℃,焙烧时间为6 h,在该条件下得到的CPF-0. 5-800-6呈立方晶相,为疏松多孔结构;掺杂Pr后,其比表面积提高了近3倍。CPF-0. 5-800-6对BL催化热解最佳工艺参数为:m(CPF-0. 5-800-6)∶m(BL)=1∶3,热解温度为650℃,液相收率最大可达20. 73%,其中主要产物为紫丁香酚类、苯酚类及愈创木酚类,其总选择性为63. 21%。以CPF-0. 5-800-6为催化剂,紫丁香酚类化合物选择性由20. 60%增大到29. 59%,实现了提高BL催化热解中某种单酚化合物的选择性。CPF-0. 5-800-6经5次催化热解-再生循环反应后,仍具有良好的反应活性和结构稳定性。

MOF型Ca_(0.7)Nd_(0.3)CoO_(3)对木质素热解的催化性能研究

催化热解是木质素资源化利用的一种有效途径。采用溶剂热法合成三元金属‐有机框架(MOF)前驱体,通过焙烧调控制得钙钛矿Ca_(1‐x)Nd_(x)CoO_(3)(CNC‐x),考察了其催化甘蔗渣木质素(BL)热解性能和再生性能,分析了气液相产物组成分布规律。结果表明,800℃焙烧制得的CNC‐0.3表现出良好的催化BL热解性能,在温度为200~500℃时,热解活化能由64.24 kJ/mol降低至58.92 kJ/mol;与BL热解相比,气相产物收率降低,固相产物收率增加,液相产物收率由15.11%提高至17.94%;液相产物主要包括苯酚类、愈创木酚类、紫丁香酚类、苯醚类等芳香基含氧化合物,芳香基含氧化合物的总选择性比纯BL热解时提高了11.0%;经过5次循环再生,CNC‐0.3仍具有良好的结构和催化稳定性。