木材液化技术的研究进展.doc
文本预览下载声明
维普资讯
化 学 与 佳 助 Z程 2006，VoI．23No．2
Chemistry Bioengineering
缛雎专论IB
木材液化技术的研究进展
杨 ．罗学刚
(西南科技 大学，四川 绵阳 621010)
摘 蔓 ：综述 了近 3O年采国内外木材液化技术的研 究进展 ，简介 了以酸或碱 为催 化刺 、无催化 刺和超 临界 萃取 等木
材液化 的主要 方法，木材液化技术时充分利 用 自然界 中可再生资源、降低环境 污染具有 重要 的意 义。
关键词 ：木材 ；液化 ；改性
中圈分类号 ：TQ 351 文献标识码 ：A 文章编号 ：1672～5425(2006)02—0001—03
液化技术是一种能够使木材得 到综合利用 的方 法 ，可使固体木材大分子降解成具有反应活性的液态
小分子，从而转化 成新的高分子材料。液化的方 法大 体可分为热法、热化学法 化学水解法和生物法。其中 热化学液化方法具备生产周期短 、生产过程可连续化 、
原材料成分运用充分 、产品可降解等优点 ，因此拥有广
阔的发展空间 】]。
1 木材液化技术发展 现状
木材液化 的研究是 2O世纪 7O年代发展起来 的， 以日本最为活跃 。1971年 Appel等 ]在 300 350℃ 下 ，使用碳酸钠为催化剂 ，在水和高沸点溶剂(蒽油、甲 酚等)混合物中，用 l4～24MPa的 CO／H2混合气将木
片液 化 为 重油 ，此 法 亦 称 为 PERC 法。Yokoyama 等[3在 300℃的高温和10MPa的高压水 中，以碳酸钠 为催化剂，在没有还原性气体存在 的情况下，将木材液
化成燃油 。油的产率、元素组成和燃烧值 因分离所用
溶剂不同而有所差异。但此方法反应条件过于剧烈 ，
能 量 消 耗 大 、安 全 性 差 。 美 国加 利福 尼 亚 大学 Law—
renceBerkeley实验室先对木材 进行前处理 ，再用 与 Appel相同的方法进行液化 ，此法称为 LBI 法 ]。人 们在木材 曲处理 、催化剂改性、油质提高等方面做了大 量的研究工作 ，并取得了显著进展。总体看来 ，木材液
化仍处于试验研究阶段 ，但人们 已经开始认识其实际
应用性并可能将它发展成一门综合性学科 。
2 木 材液化 的主要方法
2．1 化学改性的木材液化 2．1．1 利用溶剂分解作用
化学改性木材经催化剂作用转化为酚类 化合物 ，
般在 8O℃下 3O～150min~P可彻底液化 。如甲基化
木材 、乙基化木材 、乙酰化木材 等改性木材可在 1，6一 己二醇、1，4一丁二醇 、甘 油等 多元醇 中与酸共热至 8O
～ 100℃后溶解 ，其中伴有木质素分子的醇解作用 。 天津大学程发等 ]研究表明在 四氢呋哺为溶剂 、
液固比低于 6：1、溶液化 时间短于6h时 ，以 HCI与 H PO 混合酸作为催 化剂，苯甲基 化木材 的溶解性较 好，可代替聚醚多元醇使用。
余权英等[6以异丙 醇作溶剂、NaOH作预润胀剂
及催化剂 、一氯乙酸作羧 甲基化剂对松木进行 了羧 甲 基化改性 ，发现增重 35 ～45％的羧 甲基化木材在加 热加压下不熔融，但在 HCI存在下于 9O～95℃易溶于 苯酚获得棕黑色均一 的溶液 。 。
2．1．2 采用强烈的分解条件
在苯酚、间苯二酚 、氯仿一二嚼烷混合溶剂及苯一
丙酮等溶剂中，脂肪酸酯化木材可于 200～270℃下处
理 2O～150min发 生液化 ；而羧 甲基 化 木材 、烯 丙 基 化
木材和羟乙基化木材在苯酚、间苯二酚或其水溶液中，
170℃下反 应 30~60minEP可液 化 ]。
2．1．3 后氯 化处 理方 法
化学改性过的木材经氯化处理 后，在溶剂中的溶
基金项目：国家高技 术研 究发展计 划(863计 划)资助项 目(2OO2AA322O5O) 收稿 日期 ：2005一l1—16
作者简 介：陶杨 (1982一 )，士 ，四川德 阳人 ，硕 士，主要从 事植 物 大分子 材料 改性 与 深加 工研 究；通讯 联 系人 ：罗学刚。E·mail；
]xgxq@ my-public．SC．cninfo．net。
■
解能力可大大提高 ，如室温下氰 乙基化木材在邻 甲酚 中仅 能 溶解 9．259／6，而经 氯化 后 几乎 完 全溶解[7]。
MoritaM 等 采用相分离的方法 ，将所得到的氯化氰
乙基化木材用有机聚合物 的水溶液溶解 ，得到粒度为
0．5～O．6／xm并可均匀分散在水中的乳液。
木材 改性后液化条件较为温 和_7 】，反应时间大
大缩短，但改性会提高液化成本 ，不利于实际的应用。
2．2 未经化学改性的木材液化
2．2．1 催 化剂法
(1)以酸作为
显示全部