木质素模化物紫丁香酚热解机理的量子化学研究

采用密度泛函理论方法 B3LYP/6-31G++(d,p),对木质素模化物紫丁香酚的热解反应机理进行了量子化学理论研究。提出了三种可能的热解反应途径,对各种反应的反应物、产物、中间体和过渡态的结构进行了能量梯度全优化。计算了各热解反应途径的标准动力学参数,分析了各种主要热解产物的形成演化机理。键离解能计算结果表明,紫丁香酚中CH3-O键的键离解能最小,各种键离解能的大小顺序为CH3-O<O-H<CH3O-Caromatic<CH2-H<HO-Caromatic<Caromatic-H。在反应路径(1)中,主要热解产物是3-甲氧基邻苯二酚,其形成反应的总能垒为366.6 kJ/mol;在反应路径(2)中主要热解产物是2-甲氧基-6-甲基苯酚,其形成反应的总能垒为474.8 kJ/mol;在反应路径(3)中形成邻甲氧基苯酚的总能垒很低,为21.4 kJ/mol,这表明,在连接甲氧基的碳原子上加氢后能够有效地降低木质素芳环模化物紫丁香酚去甲氧基反应的反应能垒。

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。??

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。

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。

Science Letters:Hydrothermal production of formic and acetic acids from syringol

The production of formic and acetic acids （or salts） by hydrothermal oxidation of syringol, a model compound for lignin, was investigated using a batch reactor. Results show that the highest yields of formic and acetic acids were, respectively, 59.6% and 11.3% at the reaction condition of 0.5 mol/L NaOH, 120% H2O2 supply and 280 ℃. These results will inform studies aiming to develop more enviromnental friendly lignin conversion processes by obtaining products beyond a CO2 end product.

蛭石类芬顿催化氧化降解紫丁香醇的研究

以蛭石为催化剂,通过激光粒度仪和电子扫描电镜对研磨蛭石进行粒径和形貌分析,研究蛭石类Fenton催化剂降解造纸废水中木质素模拟物紫丁香醇的特性,调查了催化剂研磨制备条件和相关反应条件,如蛭石投加量、初始p H值、H2O2用量、紫丁香醇溶液初始浓度等对紫丁香醇去除率的影响,同时还讨论了紫丁香醇降解过程中的动力学,结果表明:紫丁香醇降解效果随研磨时间的增加而增加,20 min后,蛭石平均粒径<6.9μm,基本效果不变;蛭石投加量为1.6 g/L,p H=3,双氧水为1.0 Q_(th)(Q_(th)为理论为量),紫丁香醇的浓度为50 mg/L的条件下,反应60 min后,紫丁香醇去除率基本可达100%,TOC去除率也可达到83.3%;蛭石类芬顿催化氧化降解紫丁香醇过程符合准一级动力学模型。