Изучение процессов деполимеризации лигнинов в сверхкритических растворителях 05.21.03 — Технология и оборудование химической переработки биомассы дерева; химия древесины Диссертация на соискание учёной степени кандидата химических наук

Description

ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ 5 ВВЕДЕНИЕ 6 ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 11 1.1 Общая характеристика лигнина 11 1.2 Методы выделения лигнинов 13 1.3 Технические лигнины 15 1.4 Основные способы деполимеризации лигнина 19 1.4.1 Классификация методов конверсии лигнина 19 1.4.2 Пиролиз 21 1.4.3 Щелочная деструкция 23 1.4.4 Кислотная деструкция 25 1.5 Деполимеризация лигнина в суб- и сверхкритических средах 27 1.5.1 Сверхкритические флюиды, их свойства и применение 27 1.5.2 Деструкция лигнина в сверхкритических условиях 29 1.6 Продукты деполимеризации лигнина и их характеристика 32 1.6.1 Общая информация о продуктах конверсии 32 1.6.2 Характеристика твердого остатка 33 1.6.3 Характеристика жидких продуктов 33 ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 40 2.1 Объекты исследования 40 2.2 Реактивы и материалы 41 2.3 Модельные соединения лигнина 42 2.4 Оборудование 43 2.5 Изучение устойчивости растворителей в сверхкритических условиях 44 2.6 Проведение эксперимента по деполимеризации лигнина 45 2.7 Характеристика растворимых продуктов 45 2.7.1 Определение молекулярно-массовых характеристик 45 2.7.2 Масс-спектрометрия высокого разрешения 46 2.7.3 Количественное определение фенольных мономеров 46 2.8 Характеристика твердого остатка 47 2.8.1 Элементный состав 47 2.8.2 ИК – спектроскопия 48 2.9 Конверсия модельных соединений лигнина и определение образующихся продуктов 48 ГЛАВА 3. ПОИСК ПЕРСПЕКТИВНЫХ РАСТВОРИТЕЛЕЙ ДЛЯ ДЕПОЛИМЕРИЗАЦИИ ЛИГНИНА 50 3.1 Изучение термической стабильности растворителей в сверхкритических условиях 50 3.2 Оценка деполимеризующей способности выбранных растворителей 52 ГЛАВА 4. ИЗУЧЕНИЕ ПУТЕЙ ТРАНСФОРМАЦИИ ЛИГНИНА В СУБ- И СВЕРХКРИТИЧЕСКИХ РАСТВОРИТЕЛЯХ НА ПРИМЕРЕ МОДЕЛЬНЫХ СОЕДИНЕНИЙ 55 4.1 Превращения мономерных модельных соединений лигнина 56 4.1.1 Ванилин и ванилиновая кислота 56 4.1.2 Эвгенол 61 4.2 Конверсия димерных соединений лигнина 66 4.2.1 4-Бензилокси-3-метоксибензальдегид 67 4.2.2 β-Гваяциловый эфир гваяцилглицерина 70 4.2.3 Дигидродегидродиизоэвгенол 73 ГЛАВА 5. ОПРЕДЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНЫХ УСЛОВИЙ ДЕПОЛИМЕРИЗАЦИИ ЛИГНИНА 77 5.1 Степень конверсии лигнина и характеристика твердого остатка 77 5.2 Характеристика растворимых продуктов деполимеризации лигнина 82 5.2.1 Молекулярно-массовые характеристики 82 5.2.2 Количественное определение мономерных продуктов 83 5.3 Оценка возможности деполимеризации сульфатного и гидролизного лигнинов в сверхкритических условиях 85 5.4 Применение планированного эксперимента для оптимизации условий деполимеризации лигнина 87 ГЛАВА 6. ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОДУКТОВ ДЕПОЛИМЕРИЗАЦИИ ЛИГНИНОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МАСССПЕКТРОМЕТРИИ ВЫСОКОГО РАЗРЕШЕНИЯ 96 6.1 Характеристика низкомолекулярных продуктов 96 6.2 Характеристика высокомолекулярных продуктов 99 ВЫВОДЫ 107 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 107