用不同溶液处理木质素磺酸盐对其改性效果的影响开题报告

 2021-08-08 14:06:53

1. 研究目的与意义

随着人类对环境污染和资源危急等问题的认识不断深入,天然高分子所具有的可降解和可再生等性质日益受到重视。其中,生物质储量丰富,是理想的清洁能源之一。而木质素作为仅此于纤维素的第二大天然高分子聚合物,储量丰富,来源广泛,但因其化学结构复杂多变及热稳定性好等因素,故一直不能得到深入的研究和利用,更是以黑液的形式排入河流对生态环境造成了破坏。因此,对木质素的研究利用迫在眉睫,虽有一定挑战性,但这对生物质的利用研究和生态环境的和谐发展有着重大的意义。

2. 国内外研究现状分析

近年来,国内外都在研究生物质能的开发利用。刘荣厚等就得出生物质热化学转换技术是生物质转换利用研究中的重点,而热解在其中发挥着重要的作用。当前对木质素原料进行热裂解的方法有两个研究方向:一是利用木质素的模化物作为代替品进行研究,通过对其热解产物及动力学进行研究,对木质素热解机理进行深入分析探讨。第二类是对木质素进行展开基础研究。

1.木质素热解过程特性

由于对木质素热解过程中化学反应等报道较少,黄金保等为了从分子层面上了解木质素热解过程,产生生成机理,他们对木质素模型化合物进行了分子动力学模拟,模拟基于amber力场,采用周期性边界条件,模拟温度在300-1200k.模拟结果表明热解可大致分为三个阶段:低温阶段(450k以下),中温阶段(450-800k),高温分解阶段(800k以上)。温度上升到400k时,开始有少量羟基和甲基断裂,随着温度的升高,在600k时连接苯丙烷结构单元的醚键开始发生断裂,整个分子发生解聚,形成各种分子碎片。

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3. 研究的基本内容与计划

研究内容:

引入热重-红外(tg-ftir)联用考察木质素的热解特性。通过对tg/dtg曲线的分析划分木质素热解阶段,对ir曲线的分析定性确定木质素热解产物。考察木质素高温热解产物分布规律,提出木质素热解动力学模型并计算相关动力学参数。

研究计划:

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4. 研究创新点

采用不同前期预处理手段对木质素磺酸盐进行改性处理,以较小的成本使得改性后的木质素磺酸盐成品在粒径分布、后期热降解处理方面具有独特的特性和优势。

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