TiO_2光催化氧化降解高沸醇木质素的研究.pdfVIP

第18 卷第4 期 纤 维 素 科 学 与 技 术 Vol. 18 No. 4 2010 年12 月 Journal of Cellulose Science and Technology Dec. 2010 文章编号：1004-8405(2010)04-0013-06 TiO 光催化氧化降解高沸醇木质素的研究 2 1 1 1 2 陈 婷 ， 陈云平 *， 张 英 ， 程贤甦 （1. 闽江学院 化学与化学工程系，福建 福州 350108 ； 2. 福州大学 材料科学与工程学院，福建 福州 350002) 摘 要：高沸醇木质素是利用高沸醇溶剂（HBS ）法制备纸浆过程中获得的木质素， 具有较高的化学活性。在TiO2 光催化条件下，研究紫外光降解高沸醇木质素的结构 变化，通过紫外分光光度法测定溶液吸光度来判断不同因素条件下高沸醇木质素降 解的程度，包括TiO2 加入量、光照强度、光照时间、氧化剂用量等。对降解产物进 行红外谱图和GC-MS 分析，结果表明木质素本身具有复杂的结构形式，经过降解后 可以得到香草醛、愈创木基衍生物等小分子物质。 关键词：高沸醇木质素；光催化；降解 中国分类号：O636.2; O643 文献标识码：A 木质素是自然界中含量仅次于纤维素的天然高分子物质，具有可再生、可降解、无毒等 优点，可视为优良的绿色化学原料[1-2] 。木质素可用作水泥减水剂、水泥助磨剂、沥青乳化 [3-4] 剂、钻井泥浆调节剂、稠油降粘剂、三次采油用表面活性剂、染料分散剂和吸附材料等 。 在当前石油资源日益枯竭和环境污染不断加剧的情况下，由于木质素富含芳香族官能团，未 [5] 来有望成为芳香族化合物的主要来源之一 。 高沸醇木质素是利用高沸醇溶剂（HBS ）法制备纸浆过程中获得的木质素[6-7] 。高沸醇 溶剂法是纸浆制备的新工艺，具有无污染、节能等特点，是目前国内外对木质素研究的重要 课题之一。由于高沸醇溶剂法制浆所提取的木质素受到的结构破坏较小，基本上保持了木质 素的大部分活性基团，如羧基、酚羟基和醇羟基等。与从传统造纸废液中提取的碱木质素相 比，高沸醇木质素具有灰分含量少、化学反应活性高等优点。为了探索HBS 木质素在紫外 光照射条件下，结构变化的过程，本文利用纳米 TiO2 作为光催化剂，研究高沸醇木质素紫 外光降解，得到最佳工艺条件下的降解率，在此基础上进一步探究木质素新型的降解方法， 并通过分析降解产物来表征木质素化学结构的变化，以期为利用木质素作为绿色化工原料提 供基础数据。 收稿日期：2010-03-30 ∗ 通讯作者 cyp163@ 基金项目：福建省自然科学基金项目（2006J0264 ）和福建省教育厅科技项目（JA08182 ）。 作者简介：陈 婷（1975~），女，实验师；主要从事天然高分子材料的研究。 14 纤 维 素 科 学 与 技 术 第18 卷 1 实验 1.1 药品和仪器 松木高沸醇木质素，按文献[6-7]方法制备；二氧化钛，粒径≤15 nm （杭州万景新材料 有限公司）；双氧水（H O ），工业级（福州一化化学品有限公司）；盐酸，氢氧化钠，均为 2 2 分析纯试剂。 紫外灯，自制，配制四根8W 紫外灯管，波长范围254～365 nm；DHG-914OA 电热恒 温鼓风干燥箱（上海精宏实验设备有限公司）；UV-2450 紫外分光光度计（日本岛津公司）； 6890/5973N 气相色谱―质谱（GC-MS ）联用仪（美国安捷伦公司）；FTIR-8400S 红外光谱 仪