导　　师： 杨东杰

授予学位： 硕士

作　　者： (）;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 来自造纸制浆过程的碱木质素分子中缺乏强亲水官能团,通过磺化反应接入磺酸基是赋予其水溶性和表面物化性能最常用的方法,采用辣根过氧化物酶(HRP)催化聚合可以增加其分子量,从而显著提高其应用性能,然而HRP催化聚合木质素的机理有待于深入研究。导电纸可广泛用作电磁屏蔽材料、防静电包装材料和电化学材料等,其较低的强度和稳定性限制了其广泛应用。论文研究了具有不同结构特征和连接方式的木质素模型化合物的HRP催化聚合机理,为生物法改性木质素提供理论基础。将HRP催化聚合木质素磺酸作为分散剂和掺杂剂制备了导电性优异的可弯曲聚吡咯导电纸,为工业木质素高值化利用提供新思路。选题具有重要的理论意义和实用价值。本研究采用辣根过氧化物酶(HRP)/过氧化氢(HO)体系催化聚合木质素模型化合物及其磺化产物,通过气质色谱(GC-MS)、核磁共振氢谱(H-NMR)等分析手段系统地研究了木质素模型化合物的官能团和连接键等对聚合产物得率和聚合方式等的影响,利用分子模拟对反应焓、自由能、空间位阻能和电子云密度等进行计算,揭示了HRP对木质素的催化聚合机理。为进一步扩宽木质素的应用领域,以碱木质素磺化制备的木质素磺酸(SAL)及HRP催化聚合木质素磺酸(HSAL)为掺杂剂和分散剂,通过原位聚合法和原位自组装聚合法制备了可弯曲聚吡咯导电纸,采用红外光谱(FT-IR)、抗张强度、电化学、静态接触角和扫描电镜(SEM)等测试技术研究了掺杂剂类型和组装层数等对导电纸的强度、导电性等的影响。主要的结论如下:(1)木质素结构特征对HRP催化聚合反应活性的影响规律主要有以下几个方面:酚羟基是HRP催化聚合木质素的必要条件;甲氧基的存在抑制了聚合反应;磺酸基的引入可促进聚合反应;α-O-4型木质素模型化合物的聚合反应活性高于β-O

关 键 词： 辣根过氧化物酶 木质素模型化合物 木质素磺酸 聚吡咯导电纸

领　　域： []