植物中木质素的提取及其氧化降解(2)
1.3 传统制浆造纸法造成木质素的浪费和环境污染 3
1.4 国内外有机溶剂法提取木质素最新研究进展 3
1.5 现有的木质素提取方法 5
1.5.1 碱析法 5
1.5.2 酸沉淀法 5
1.5.3 超滤法 5
1.5.4 高沸醇溶剂法 5
1.5.5 化学药剂法 6
1.6 现有的木质素化学处理技术 6
1.6.1 化学氧化法 6
1.6.2 高级氧化技术 6
1.6.2.1 光催化氧化法 6
1.6.2.2 湿式催化氧化法 7
1.6.2.3 超临界水氧化法 8
1.6.2.4 超声波氧化法 8
1.6.2.5 电化学氧化法 9
2 实验部分 11
2.1木质素的提取 11
2.1.1 主要实验仪器 11
2.1.2 主要实验试剂 11
2.1.3 实验步骤 12
2.1.3.1 原料前处理 12
2.1.3.2 脱脂脱蜡处理 12
2.1.3.3 木质素含量的测定 12
2.1.3.4 花生壳中木质素的碱法提取 12
2.2 木质素的氧化降解 13
2.2.1 主要实验仪器 13
2.2.2 主要实验试剂 13
2.2.3 实验步骤 13
2.2.3.1 温和条件下木质素氧化降解 13
2.2.3.2 高压反应釜中木质素的氧化降解 14
3 实验结果与讨论 15
3.1 木质素提取的实验结果与讨论 15
3.1.1 实验最佳条件的确定 15
3.1.1.1 反应温度对实验的影响 15
3.1.1.2 碱液浓度对反应的影响 15
3.1.1.3 碱液用量对反应的影响 16
3.1.1.4 反应时间对反应的影响 16
3.1.2 提取木质素的结构鉴定 17
3.1.2.1 木质素红外检测 17
3.1.2.2 木质素的紫外光谱 18
3.1.3 小结 19
3.2 木质素氧化降解的实验结果与讨论 19
3.2.1 温和条件下氧化降解结果讨论 20
3.2.1.1 氯仿萃取的木质素氧化降解的气相图和气质图 20
3.2.1.2 乙酸乙酯萃取的木质素氧化降解的气相图和气质图 22
3.2.2 高压反应釜条件下的氧化降解结果讨论 22
3.2.3 小结 23
4 结论及展望 24
致谢 25
参考文献 26
附录 28
1 引言
1.1 研究背景
植物骨架的主要成分是木质素与纤文素和半纤文素, 他在自然界的数量仅次于纤文素，估计每年全世界由植物生长可产生大约1500亿吨木质素，仅农作物秸秆每年就有5~6亿吨。相比其他天然高分子其具有更复杂的元素组成和更多的功能基团，这给人类的研究带来了相当大的困难，所以人类对木质素的真正研究利用的历史并不那么悠久，1930年开始真正的研究至今都没有很好地利用这一自然界的巨大财富，目前超95%的木质素依然作为工业制浆的废弃物，随着废水直接排入江河，制浆废水的排放在造成资源浪费的同时又污染了环境，对其进行很好的资源化利用对社会经济的发展和环境保护都具有相当大的现实意义。
木质素也广泛地存在于木本植物与草本植物中，在农作物的秸秆、果壳等下脚料中木质素含量大约为10%~25%。这些农作物的下脚料一般作为沼气的物料、牲畜的饲料或燃烧亦或抛弃，其中木质素并未充分提取利用。在一些造纸企业的生产中，主要以麦秆、稻秆、甘蔗渣为造纸的原料，木质素作为副产物存在于废液中，当下对造纸废液的碱法回收具有相当大的难度，木质素随造纸废液排出，成为了环境的污染物。以花生壳或麦秆为原料提取木质素，具有废物利用、变废为宝的优点充分体现了绿色化学的精神。