木质素的热裂解研究.pdfVIP

第21卷增刊 分子催化 voI．21．Suppl． 2007年8月 JOURNALOFMOLECULAR 2007 CATALYSIS(CHINA) Aug． 文章编号：PDqMO 木质素的热裂解研究 王海涛，吴瑛，吴廷华‘ (浙江师范大学物理化学研究所，浙江省固体表面反应化学重点实验室，金华321004) 关键词：木质素。热裂解，ZnCl2 木质素又称作木素，是一种天然有机高分子化 体，图l和图2分别是没有氯化锌和在氯化锌加入 合物，广泛存在于植物体种，其基本上都是由苯丙 烷基单元(C6-C3)经碳碳键和碳氧键相互连接和 伯 无规则偶合而成的，是一种具有三维空间结构的复 帅 杂无定型高聚物，是自然界惟一能提供可再生芳基 神 化合物的非石油资源。它和纤维素、半纤维素是构 柚 暮、f 成植物骨架的主要成分，在陆地植物种的含量仅次 ∞ 于纤维素，是第二大天然有机物，全世界每年由植 物生长可产生1500亿吨木质素，其中来源于造纸 m 废液的木质素全世界每年可产生3000万吨，我国 o 200 3∞40e600 6∞ 7∞ 0∞ 每年可产生500万吨，而这些废弃的木质素利用率 T，oc 很低，只有不到lO％转化为有价值的工业产品。随 着石油资源的日益紧张，木质素由于其独特的结构 图l未加氯化锌的木质素热裂解产物随温度分布曲线 特性，被作为可转化为液体燃料的可再生资源受到 的条件下，其质量分数随温度的变化趋势。从图1 重视，进行木质素的降解利用也日益有了更多的研 和图2的曲线图中，我们发现，在整个温度范围内， 究。 焦炭产量随着温度的升高而逐渐降低，并且随着温 目前对木质素的降解利用，主要有化学方法和 度的升高，焦炭的含量逐渐趋于稳定；焦油的产量 生物方法，其中以生物法研究最多，其主要是加入 随着温度的升高先升高后降低，而气体的含量则随 生物氧化酶来进行降解，由于这种方法有一定局限 着温度的升高逐渐升高，最后几乎趋于稳定。在低 性，很难应用于实际应用中。而目前化学降解木质 温时，反应主要是炭化为主，随着温度升高，裂解 素也不完善，主要是因为直接化学降解木质素时化 反应加剧，可凝性组分析出面使焦油产量增加，达 学键键能较高而需要较高的温度，并且热裂解产生 到20％左右，随着温度继续升高，其部分组分发生 大量焦炭。为了有效进行化学热裂解，我们以熔融 二次裂解生成小分子气体导致焦油产量有所降低， 的氯化锌作溶剂和催化剂，氯化锌具有溶解金属氧 而气体产量则逐步升高。另外，通过图l和图2的 化物和纤维素的特性，常压下其熔点在200-300℃