木质素液相解聚过程中的溶剂效应研究

The explication of solvent effects on lignin depolymerization is significant to develop lignin depolymerization process. Two problems, poor produts selectivity and difficulty in solvent selection, demand a resolution in lignin depolymerization. Thus, this project focuses on associating solvent effects with lignin depolymerization reactions. The major tasks include: 1) solvent effects on lignin depolymrization mechanism are studied by lignin model compounds and isotope tracer technique. Lignin depolymerization mechanism in different type of solvents can be built. 2) lignin depolymerization in series solvents with different type is studied in detail, and equations that associated the target products yields with solvent properties can be established. 3) based on the depolymerization mechanism and the established equations, a method for preparing excellent mixed solvent can be developed.

阐明溶剂性质在木质素液相解聚反应中的影响规律，对于开发木质素定向解聚工艺技术具有重要意义。木质素液相解聚面临两个问题：1）产物选择性差；2）溶剂选择缺乏理论指导。针对这些问题，从溶剂效应的角度出发，本项目拟开展以下研究工作：1）采用同位素示踪原子技术，研究溶剂对木质素模型化合物解聚反应过程的影响，阐明溶剂在木质素解聚反应中的作用机制，揭示木质素在不同类型溶剂中的解聚机理；为提高产物选择性和建立溶剂选择途径提供理论依据。2）考察溶剂效应（溶解性、氢键能力、酸碱性等）与木质素解聚产物收率和组成之间的关系，建立溶剂选择的有效途径；3）在1）和2）的基础上优化溶剂组成，寻求提高木质素解聚产物选择性的组合溶剂。本研究可为木质素高效转化工艺技术的开发提供理论依据。

木质素液相解聚是一种重要的过程，本项目主要研究木质素液相解聚过程中的溶剂效应，对开发液相解聚过程具有重要作用，具体包括：1）采用示踪原子技术和木质素模型化合物，明确了木质素的解聚反应网络以及溶剂与木质素解聚产物的反应情况，脱羧反应和β-O-4的断裂是木质素解聚的主要步骤。在所考察的溶剂中，部分溶剂（如丁醇、二氧六环）与木质素解聚产物发生反应，成为液体产物的一部分；2）研究溶剂性质（∂、β、π*、ET、DN、AN和δ）与木质素解聚反应产物分布和产物组成之间的关系，木质素解聚反应残渣SR与溶剂性质呈线性关系；3）65%的乙醇/水、80%的甲醇/水混合溶液是较优的溶剂组合，液体产率可达70%。