1. 研究目的与意义
在能源紧张和环境污染问题严重的两大背景之下，碱木素作为广义上的生物质能源之一，同时就其本身而言，若不能得到合理处理，将严重污染环境。而且随着人们的环保意识提高以及国家要求的节能环保要求，我们对待黑液排放问题需要在现有的基础上加大科研力度，将碱木素得以转化利用，将有助于使丰富的造纸黑液得到充分利用，同时也可以改善黑液对环境的污染，此外有助于更合理、更经济地利用现有的植物纤维资源，节约造纸原料，减少轻污染，因此本课题对碱木素的热解转化研究具有很重要的意义。研究开发制浆黑液、工业碱木素、废纸制浆脱墨污泥等造纸工业废弃生物质资源的热化学转化利用新途径、新技术，既有很好的环境效益，又有很好的经济效益。碱木素是广泛存在于种子植物中的一种天然高分子化合物，在植物纤维中的数量仅次于纤维素。在碱法蒸煮过程中，由于亲核试剂OH-，HS-等的进攻，木素结构单元之间的主要连接键β-芳基醚键发生断裂，使得碱木素大分子裂解成较小分子溶解在蒸煮废液（黑液）中，这部分木素统称碱木素。碱木素是碱法制浆黑液(包括烧碱法和硫酸盐法)的主要成分。厂家对黑液治理一般有两种方法：一种是对黑液进行碱回收，另一种是开发黑液木素产品。前种方法黑液经浓缩燃烧虽然能回收蒸煮液中的氢氧化钠和利用热值，但对木素来说却是一种低值利用方式，且设备投资大。后一种方法通过对碱木素进行改性，开发黑液木素产品，提高其应用附加值，是合理利用碱木素的好方法，同时也是大规模利用造纸黑液、缓解并最终根除造纸黑液污染的根本出路。美国能源部（DOE）正在为以发展黑液气化技术来替代传统锅炉为目标项目提供支持，同时说明黑液气化技术在不久的将来会成为制浆造纸工业能源生产回收的一种新技术；通过改性反应，在木素中接入亲水或亲油基团、改变相对分子质量大小，可提高其水溶性和表面活性，极大地拓宽了碱木素的应用范围。研究木素的热解行为和热裂解规律，可为其热转化利用技术的规模化应用提供重要的理论依据。研究开发制浆黑液、工业碱木素、废纸制浆脱墨污泥等造纸工业废弃生物质资源的热化学转化利用新途径、新技术，既有很好的环境效益，又有很好的经济效益。
2. 国内外研究现状分析
1.造纸业工业中的应用
造纸工业是全世界上污染源之一，生产纸浆的过程中就有很多的有机污染物。在发达国家很多采用先进的制浆工艺并严格掌控黑液碱回收技术，基本做到了有效防治污染源头。但在我国，造纸工业发展很快，以各种草类为原料且制浆工艺采用碱法（包括硫酸盐法和烧碱法）的中、小型制浆造纸厂，其制浆黑液得不到想要处理，直接排放到大海河流等中，使环境遭到严重的污染。在造纸工业中碱木素的应用能使纸增强，其增强机理是依靠木素中的活性基团在纸张干燥的时候产生氢键的作用，此外碱木素还可以作为纸张的施胶剂、废纸的脱墨助剂以及蒸煮助剂等。目前，有效综合利用制浆造纸黑液的途径主要分为三类：（1）厌氧发酵制浆制造黑液用于有机肥料这类产品；制作砖坯代替水；将碱法制浆黑液加氨水后制作成肥料；亚胺法的制浆废液成为肥料；做成轻质砖的发泡剂。（2）蒸发浓缩黑液制作成为混凝土减水剂；制作农药乳粉原料；制二甲基亚砜；烧制玻璃。（3）提取黑液中的碱，回用于蒸煮段，白泥则用于制建筑沙浆、制砖等。
2.高分子水溶液中的利用
3. 研究的基本内容与计划
研究内容：
（1）基本燃料特性研究
基本燃料特性研究是本课题的第一步，包括工业分析、元素分析、发热量和灰熔点的测定。通过基本燃料特性研究，可以为热解特性、燃烧特性的研究分析提供基础依据。
4. 研究创新点
研究了碱木素基本特性并且对其进行元素分析、工业分析、发热量分析和灰熔点分析等基本燃料特性研究；利用热重分析法研究了从黑液中提取出的碱木素的热解行为及其动力学规律，并分析了碱木素在不同升温速率下的热解特性。
