不同種類木質素熱解特征及熱解產物分析.pdf

1、目前，工業(yè)木質素的利用率還不到10％，其中絕大部分作為廢物排放，既浪費資源又污染環(huán)境。故本課題希望能通過對屬于針葉材的馬尾松和屬于闊葉材的楊木用不同提取方法提取出不同種類木質素（酸不溶木素、堿木素、磨木木素），然后在不同條件下對三種不同種類木質素進行熱重分析以及熱裂解和催化熱裂解，能得到不同種類木質素的熱解特性，選擇出合適的條件（溫度、催化劑等），在木質素熱解中能提高熱解產物中單一酚組分的含量，降低分離成本，同時探索木質素熱解機理，為木

2、質素資源化利用奠定基礎。
　　通過對馬尾松、楊木不同種類木質素熱重分析，得知木質素熱解主要階段即揮發(fā)份析出階段，不同種類木質素熱解的表觀活化能主要集中在39-55KJ/mol。
　　以馬尾松酸不溶木素、堿木素、磨木木素為原料，通過Py-GC-MS聯用分析技術，分析500℃條件下熱裂解產物的結構和含量。磨木木素裂解產物中總酚相對含量高達62.3％，其中愈創(chuàng)木酚為9.75％、4-甲基-2-甲氧基苯酚為8.56％。堿木素的熱裂解產

3、物中總酚的相對含量為44.86％，其中愈創(chuàng)木酚為7.76％，而酸不溶木素裂解產物中總酚相對含量僅為16.25％，無一酚類組分相對含量超過5％。
　　熱裂解溫度從400℃升高到700℃的過程中，馬尾松磨木木素的裂解產物中，總酚的相對含量從59.78％升高到62.31％再升高到65.72％再下降到45.54％。愈創(chuàng)木酚等部分愈創(chuàng)木酚類化合物相對含量隨著溫度升高呈現先增后減的趨勢，而4-乙烯基-2-甲氧基苯酚等的相對含量則隨著溫度的升高

4、而不斷下降。而鄰苯二酚類化合物的相對含量則隨熱裂解溫度的升高而增加，不含甲氧基的烷基酚類化合物的相對含量均比較低，也呈現隨溫度升高而略有升高的趨勢。熱裂解產物中還存在部分含有愈創(chuàng)木酚基本結構的醛酮類化合物隨著溫度的升高相對含量呈下降趨勢。
　　以楊木酸不溶木素、堿木素、磨木木素為原料，在500℃條件下進行裂解分析。磨木木素裂解產物中總酚相對含量達到54.28％，2-甲氧基-3-甲基苯酚(5.44％)等多種化合物的相對含量均超過5％

5、。堿木素的熱裂解產物中總酚的相對含量為48.96％，2-甲氧基苯酚(5.7％)等部分化合物的相對含量都超過5％，而酸不溶木素裂解產物中總酚相對含量僅為37.65％，只有二氧化硫(6.44％)等四種化合物的相對含量也都超過5％。
　　以楊木磨木木素為原料，分析不同溫度條件下熱裂解產物的結構和含量。熱裂解溫度從400℃升高到700℃的過程中，總酚的相對含量從31.44％升高到54.28％再下降到42.85％再下降到25.16％。對于主

6、要酚類組分，愈創(chuàng)木酚等酚類化合物相對含量隨著溫度升高呈現先增后減的趨勢，而2-甲氧基-4-乙烯基苯酚等化合物的相對含量則隨著溫度的升高而不斷下降。
　　以工業(yè)堿木素為原料，分析不同溫度、不同催化劑條件下裂解產物的結構和含量，熱裂解溫度從400℃升高到700℃的過程中，總酚相對含量從51.86％升高到54.37％再升高到55.08％再下將到40.86％。愈創(chuàng)木酚（2-甲氧基苯酚）的相對含量從400℃時相對含量6.69％升高到500℃

7、時的9.78％再下降到600℃時的7.07％再到700℃時的5.40％;4-丙烯基-2-甲氧基苯酚的相對含量從400℃時相對含量8.41％下降到500℃時的5.30％再下降到600℃時的5.28％再下降到700℃時的4.67％。
　　以馬尾松磨木木素為原料，分別加入Na型分子篩ZSM-5(硅鋁比25、50)、H型分子篩HZSM-5(硅鋁比25、50、130)、鈦硅型分子篩Ts-1六種分子篩催化劑進行催化裂解。六種催化劑對大部分酚類

8、化合物的生成均有抑制作用，其中H型HZSM型和Ts-1型催化劑影響最明顯。但也有部分物質如3-甲基苯酚、愈創(chuàng)木酚、4-乙基-2-甲氧基苯酚、3，4-二甲氧基甲苯等在Na型分子篩（硅鋁比25）催化作用下相對含量均出現升高，其中3，4-二甲氧基甲苯的相對含量甚至升高了40％左右。在TiO2、 ZSM-5分子篩Na型-25兩種催化劑作用下，工業(yè)堿木素裂解產物的總酚含量均存在一定的下降，從54.37％分別下降到50.13％和48.94％。愈創(chuàng)木