文献综述
一、背景介绍
能源从古至今都是发展所离不开的必要因素,自从人们学会使用火,开始利用火以来,生物质的利用就和人类社会的发展息息相关。人类社会中的每次的巨大变革都离不开能源利用方面的突破。进入21世纪以来,化石能源的逐渐枯竭使得我们不得不去积极寻找其替代品。而在众多的可再生资源中,生物质能则是现阶段除化石能源之外占世界能源消费总量最多的能源,在整个能源系统中占据着举足轻重的地位。因此积极发展生物能源是解决我国能源危机的最理想途径之一[1~3]。
二、木质素利用的意义与现状
1.木质素利用的意义
木质素作为生物质中含量仅次于纤维素的重要组成部分,然而木质素不同于蛋白质、多糖等天然高分子具有规律的结构,可以用化学式表达;木质素只能够用结构模型来描述其部分的分子聚合物。其三维网状聚合物的基本结构单元为愈创木基苯丙烷、对羟基苯丙烷、紫丁香基苯丙烷。具有芳香族和脂肪族的特性,可以用于工业上制造低分子量的化学品,如酚类和有机酚等,从而减少低分化学工业上对于石油、天然气的依赖。
工业木质素按照制浆方法分为水解木质素、碱木质素、木质素磺酸盐、其他木质素等几大类。具有显著的多分散性,不溶于水,具有良好的物理、化学性能,如阻燃、耐溶剂性能,良好的热稳定性能。工业造纸产生的造纸黑液中的木素,大多以碱木质素的形式存在,因此木质素的综合利用可以有效的治理造纸厂的黑液污染,大大降低中小型造纸厂对于其附近水资源、土地资源以及生态环境的破坏。
木质素在某些化学方法下可降解为芳香族或脂肪族有机小分子,如:水解、醇解、氢解、热解、氧化降解等。木素分子结构中beta;-O或alpha;-O断裂可得到酚及取代酚;保留苯环结构断裂其它联结键可得到苯及取代苯;脂肪族三碳结构从苯环上断裂下来可得到饱和或不饱和碳氢化合物;氧化断裂可得到分子量不同的有机酸。同时可得到有机硫化物及CO,CO2,H2等低分子化合物。在本论文中主要研究关于木质素水解制酚及酚类化合物的情况[4~5]。
2.木质素利用的现状
现在在国外利用木素生产的产品很多,并且正在蓬勃发展。我国近年来也在农林、石油、冶金、染料、水泥和混凝土及高分子材料工业上通过对于木素的各种利用,取得了较好的经济效益和社会效益。
