离子液体低温催化蔗渣全组分解聚

【作者】 龙金星； 王乐夫； 李雪辉；

【机构】 华南理工大学；

【摘要】 生物质催化液化制备高附加值生物化学品与高热值生物油是当前可再生能源领域的重要研究方向。本文在前期研究的基础上[1-4],以酸性功能化离子液体为催化剂,利用乙醇/水体系对木质素的良好溶解性能,成功实现了木质素与碳水化合物的剥离,解决了当前真实生物质催化利用过程中的重要壁垒,实现了生物质全组分的高效催化转化(图1)。系统考察了离子液体结构与其酸强度及催化活性之间的构效关系,研究了温度、时间、液固比及反应介质组成与蔗渣液化性能之间的关系。采用GC-MS等手段对其挥发性产物进行了详细的表征;采用GPC、元素分析等手段对其不挥发性产物的元素组成与分子量分布进行了研究;采用FT-IR、TG等手段对原料与液化残渣的结构进行了系统的表征。研究结果表明:离子液体的催化活性与其结构及酸强度密切相关,酸性越强,蔗渣液化率越高。经磺酸功能化离子液体的催化作用,在200°C反应15min的条件下,可实现97.5%的蔗渣选择性催化液化。GC-MS结果表明蔗渣在上述体系中可实现全组分转化,无论是碳水化合物(纤维素、半纤维)还是木质素均可被催化解聚形成挥发性的小分子产物。FT-IR等分析结果也表明:其液化残渣主要以芳香类化合物为主。更多还原