导　　师： 林鹿

学科专业： H2201

授予学位： 博士

作　　者： ;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 随着对可再生资源利用的重视，利用木质素得到较高得率的酚类物质一直是木质素利用研究的热点之一，但是，利用热解或者氢解都无法得到单一的较高得率的酚类物质，通过氧化降解的方法能够使木质素降解才能得到较高得率的对羟基苯甲醛、香草醛以及紫丁香醛。其中木质素的湿法催化氧化转法，是将木质素氧化为芳香醛最有工业应用前景的方法，因而木质素的湿法氧化转化为芳香醛的反应中的较高活性的催化剂对木质素的湿法催化氧化有着重要的意义。目前用于木质素湿法催化氧化的催化剂有均相催化剂和非均相催化剂，cuso4等过渡金属盐类均相催化剂因为其难于回收，容易造成二次污染因而迄今为止没有得到工业应用，非均相催化剂中贵金属催化剂虽然活性较高，但是由于成本较高，在实际应用中受到限制；然而负载型非贵金属催化剂由于其容易产生流失而形成二次污染，因此，找到一种高效而又能循环使用的非均相催化剂对于高效转化木质素为高附加值的化学品有着很好的应用前景。 本文首次将abo3钙钛矿结构的复合氧化物用于木质素湿法氧化转化芳香醛反应。首先用传统的溶胶凝胶法合成了钙钛矿型labo3(b=fe、co、mn)催化剂，并将其用于玉米秸秆酶解木质素的湿法氧化为芳香醛的反应中，labo3(b=fe、co、mn)对木质素的湿法氧化为芳香醛的反应有着较强的催化活性，相比无催化的反应，lafeo3催化剂能够使得对羟基苯甲醛、香草醛、紫丁香醛的得率分别提高22％、27％、85％，lacoo3催化剂能够使得对羟基苯甲醛、香草醛、紫丁香醛的得率分别提高44％、41％、111％，lamno3催化剂能够使得对羟基苯甲醛、香草醛、紫丁香醛的得率分别提高31％、37％、96％。因此，其对各芳香醛得率的催化活性的顺序为lacoo3＞lamno3＞lafeo3。 用溶胶凝胶法合成了cu2+部分取代后的lab1-xcuxo3(b=fe、co、mn，x=0.1、0.2)钙钛矿型催化剂，将其应用到对玉米秸秆高温爆破制浆法酶解木质素的湿法氧化为芳香醛的反应中，结果显示lafe0.9cu0.103， lafe0.8cu0.2o3相比未取代的催化剂lafeo3，对羟基苯甲醛、香草醛、紫丁香醛的得率分别提高24％、31％；6％、12％；22％、36％。laco0.9cu0.103， laco0.8cu0.203相比未取代的催化剂lacoo3，对羟基苯甲醛、香草醛、紫丁香醛的最大得率分别提高21％、29％；5％、16％；10％、28％。lamn0.9cu0.103，lamn0.8cu0.203相比未取代的催化剂lamno3，对羟基苯甲醛、香草醛、紫丁香醛的得率分别提高35％、43％；11％、17％；43％、6％。这些结果显示在同一系列的cu2+部分取代的催化剂中，cu2+部分取代的催化剂在玉米酶解木质素的湿法氧化为芳香醛的反应中高于未取代的催化剂，而且cu2+含量越高，催化活性越高。在这些催化剂中lamn0.8cu0.2o3催化剂活性最高，对羟基苯甲醛、香草醛、紫丁香醛的最大得率分别为2.90％、5.3％、14.6％，相当于无催化反应的1.85、1.57、3.08倍。 将麦草于0.2mol/l的硫酸作为催化剂的质量浓度为86.24％的甲酸溶液在65℃分别处理4，6，8，10，12小时，在50，55，60，70℃反应10小时，结果显示其在70℃处理10小时得率最大，为原料中纯木素的83.0％；结合得率分析及其分子量分布的分析，认为甲酸体系下麦草木质素的水解过程遵循先水解后缩合的动力学模型。lamn0.8cu0.2o3催化剂应用到70℃处理12小时的麦草甲酸水解木质素的湿法氧化转化芳香醛的反应中，能够使得对羟基苯甲醛、香草醛、紫丁香醛的最大得率分别提高33％、65％、48％，催化活性明显的低于玉米秸秆高温爆破制浆法酶解木质素，说明同一催化剂在木质素的湿法氧化转化芳香醛反应中的活性跟木质素类型也有一定的关系。

关 键 词： 木质素 芳香醛反应 酚类物质 湿法氧化 非均相催化剂 溶胶凝 胶法 催化活性

分 类 号： [O636.2]

领　　域： [理学] [理学]