聚乙烯与过渡金属介入对木质素热解过程中表面官能团演变的影响

摘要

木质素(LG)含氧量高,化学结构复杂,难于资源化利用。共混剂和催化剂的介入,能够强化LG分解,有效提高其利用效率,但具体机制尚待进一步剖析。本文基于原位红外手段,考察低密度聚乙烯(PE)和过渡金属(Ni、Fe、Mn)的添加对造纸黑液LG表面官能团演变的影响。研究结果显示,LG在200℃左右从C—C连接键开始逐渐分解(波数在2044 cm^(-1)处),而含氧表面官能团在500℃以后才开始减少(波数在1040~1645 cm^(-1)和3450~3600 cm^(-1)处的—OH、C—O、C—O—C和C=O等)。PE的介入,在400℃左右即能开始促进LG含氧表面官能团的脱除,在500℃左右即能实现大部分含氧表面官能团的脱除。而Ni的添加,能够强化LG与PE之间的相互作用,使得LG中大部分含氧表面官能团在PE快速分解阶段(460℃左右)即脱除。另外,工艺参数,包括过渡金属种类、过渡金属浓度、LG与PE混合比例、升温速率等均对混合体系中LG和PE的相互作用存在不同程度的影响。本文从表面官能团变化的角度为LG的资源化利用提供了重要技术指导。