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 微波辅助苯乙基苯醚催化降解反应动力学# 潘晶莹，熊俊，吕秀阳** （浙江大学生物质化工教育部重点实验室，杭州 310027） 5 10 15 20 25 摘要：以苯乙基苯醚(PPE)作为木质素模型物质，四氢萘作为溶剂和供氢剂，对甲苯磺酸 （PTSA）作为催化剂，研究了 PPE 在微波和四氢萘作用下的降解规律，总结了微波对降解反 应的影响并推断了 PPE 在四氢萘和 PTSA 作用下的降解机理。结果表明，随着 PPE 初始浓度 的升高，PPE 的转化率有所下降；随着 PTSA 浓度的升高，PPE 的转化率也不断升高。相对于 普通的热传导加热，微波对 PPE 的催化降解反应起到了比较明显的促进作用，降解反应的表 观活化能下降了 27.7%。 关键词：化学工程；木质素；苯乙基苯醚；微波；四氢萘 中图分类号：TQ35，O643 A kinetics study on microwave-assisted catalytic decomposition of Phenylythyl Phenyl Ether PAN Jingying, XIONG Jun, LU Xiuyang (Key Laboratory of Biomass Chemical Engineering of Ministry of Education, Zhejiang University, HangZhou 310027) Abstract: In this paper, catalytic decomposition kinetics of Phenylethyl Phenyl Ether (PPE) , which is a model compound of lignin, was studied with 1,2,3,4-tetrahydronaphthalene as the hydrogen-donor solvent and toluene-4-sulfonic acid (PTSA) as the catalyst. The effect of microwave to the reaction was discussed. The results indicated that the conversion of PPE would improve with the increase of initial concentration of PPE. Compared to reactions in batch reactors, the apparent activation energies evaluated for PPE catalytic decomposition in microwave reactors was decreased 27.7%. Keywords: chemical engineering; lignin; Phenylethyl Phenyl Ether; microwave; 1,2,3,4-tetrahydronaphthalene 0 引言 30 木质素是一种重要的生物质资源，并且是一种芳香化合物的潜在来源[1]，它是一种由含 氧苯丙烷单元构成的天然聚合物，苯丙烷单元之间主要是通过醚键或碳-碳键联接起来的，主 要有?-O-4，?-O-4，? -5，5-5 等键型，其中?-O-4 键型含量最高。苯乙基苯醚（PPE）中含 有?-醚结构，Klein 和 Virk[2]最早采用 PPE 作为木质素模型物质，研究了其在 300~500 ℃下 不加四氢萘和在四氢萘溶剂中的热解行为；后来 Jarvis 等 [3] 35 40 350 下的热解产物，并对其热解途径进行了总结。其他关于 PPE 降解的研究也很多，但是 得到的结果均显示 PPE 不容易降解，且随着温度的升高，降解产物逐渐变得复杂，产物的选 择性比较低。 微波在过去的几十年中，成为了生物质资源相关研究的热点[4-6]，微波用于木质素及模型 物质的降解也获得了很多研究成果[7, 8]，它已成为强化反应与分离过程的重要手段。微波辐射 加热可使反应体系达到均一温度，避免了热传导加热时存在于容器壁和容器中心之间的温度 梯度，利于增加反应的选择性，减少副产物的生成。将微波引入 PPE 的降解正好能够克服其 反应温度高、选择性低的缺点。 基金项目：高等学校博士学科点专项科研基金（20090101110134）；国家自然科学基金 作者简介：潘晶莹，（1987-），女，博士研究生。 通信联系人：吕秀阳，（1965-），男，教授，生物质资源化。 E-mail: luxiuyang@zju.edu.cn -1-  本文采用