αβ-双醚型木质素三聚体模化物热解机理模拟计算-IngentaConnect.PDFVIP

第 31 卷 第 16 期 农 业 工 程 学 报 Vol.31 No.16 2015 年 8 月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Aug. 2015 229 α,β-双醚型木质素三聚体模化物热解机理模拟计算 ※ 蒋晓燕，陈 晨，董晓晨，陆 强 ，董长青 （华北电力大学生物质发电成套设备国家工程实验室，北京 102206 ） 摘 要：为了解木质素三聚体的热解机理，采用密度泛函理论方法，对同时含有 β-O-4 和 α-O-4 连接的木质素三聚体模 型化合物（4-(1,2-二苯氧基)-丙基苯酚）的热解过程进行了理论计算研究，分析了三聚体中 α-O-4 和β-O-4 醚键断裂的相 互影响，以及三聚体的整体热解反应机理和产物形成途径。计算结果表明，Cα-O 均裂是三聚体初步热解的最主要反应， C -O 和 C -C 均裂则是竞争反应。三聚体的 α-O-4 和 β-O-4 醚键在初步热解过程中的相互影响作用很小；但是在后续热 β α β 解过程中，α-O-4(β-O-4)醚键断裂产物继续发生 β-O-4(α-O-4)醚键断裂的解离能却显著降低。基于 Cα-O 均裂反应的热解 产物主要有苯酚、4-丙烯基苯酚、4-烯丙基苯酚和含双键的二聚体（大分子产物的前驱物）等；基于 Cβ-O 均裂反应的热 解产物主要有苯酚、4-丙烯基苯酚和 4-丙基苯酚等；基于 C -C 均裂反应的热解产物主要有苯乙醚、4-羟基苯甲醛、苯、 α β 4- 甲基苯酚和苯酚等。该文的研究结果将为深入了解木质素的热解机理提供理论依据。 关键词：木质素；热解；生物质；β-O-4 连接；α-O-4 连接；密度泛函理论 doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2015.16.030 中图分类号：TK6 文献标志码：A 文章编号：1002-6819(2015)-16-0229-06 蒋晓燕，陈 晨，董晓晨，陆 强, 董长青. α,β-双醚型木质素三聚体模化物热解机理模拟计算[J]. 农业工程学报，2015， 31(16)：229－234. doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2015.16.030 Jiang Xiaoyan, Chen Chen, Dong Xiaochen, Lu Qiang, Dong Changqing. Computational study on pyrolysis mechanism of an α,β-diether-type lignin trimer model compound[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2015, 31(16): 229 －234. (in Chinese with English abstract) doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2015.16.030 观热解机理；目前，国内外学者已经针对多种木质素单 0 引 言 体和二聚体模型化合物，开展了热解机理的研究[10-14] ， 生物质资源作为一种可再生的