CN1121407C - 采用电解加氢工艺从造纸黑液中制备氢化木质素的方法 - Google Patents
采用电解加氢工艺从造纸黑液中制备氢化木质素的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1121407C CN1121407C CN99106161.6A CN99106161A CN1121407C CN 1121407 C CN1121407 C CN 1121407C CN 99106161 A CN99106161 A CN 99106161A CN 1121407 C CN1121407 C CN 1121407C
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- lignin
- electrolysis
- water
- hydrogenated lignin
- ethanol
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
- Compounds Of Unknown Constitution (AREA)
Abstract
本发明涉及一种采用电解加氢工艺制备氢化木质素的方法。该方法在隔离式电解槽中,用泡沫Pb作阴极,Pt作阳极,饱和甘汞电极作参考电极,以N,N二甲基甲酰铵和乙醇作电解溶剂、水作供氢溶剂,四丁基溴化铵作支持电解质,对木质素进行电解加氢。该工艺操作条件温和、不用催化剂、以水作供氢溶剂、无污染、加氢过程容易控制、设备简单、成本较低,加氢后氢化木质素的软化点降低,氢碳比增加。
Description
技术领域
本发明涉及一种造纸黑液中木质素的电解加氢技术,特别是采用电解加氢工艺从造纸黑液中制备氢化木质素的方法。
背景技术
木质素、纤维素和半纤维素是构成植物骨架的主要成分,它们是自然界中较为丰富的可再生资源。木质素在造纸制浆过程中生成碱木素而溶于黑液,它被排入江河后,不仅污染了环境,而且浪费了大量的木质素资源,因此,寻求木质素的工业化应用途径越来越受到人们的重视。
木质素是造纸工业的副产品,来源丰富、碳含量较高,在经济成本上与其它原料相比有较大的优势。从木质素的结构而言,它是一种以苯丙烷单体为骨架,具有网状结构的无定形高聚物,因此,被认为是制备木质素碳纤维的合适原料。然而,这种分子结构氢碳比较低、软化点较高、聚合度较高,不能直接用于纺丝制备碳纤维,因此,需要对其进行加氢以获得氢碳比较高、软化点较低的氢化木质素原料,这种氢化木质素可作为制备木质素碳纤维的原料。通常的加氢处理方法采用溶剂加氢或催化加氢如文献1:用汽爆木质素制备碳纤维的一种新的改性方法,应用高分子科学,48,1993(K.Sudo,K.Shimizu,N.Nakashima and A.Yokoyama,A NewModification Method of Exploded Lignin For the Preparationof a Carbon Fiber Precursor,J.Appl.Polymer Sci.48,1993)和文献2:煤和生物质在以ZnCl2作催化剂下的加氢液化,研究报告,LBL-11769,美国加州大学,1980,((2)Onu.C.O.andT.Vermeulen.1980.Zinc chloride catalysis in coal andbiomass liquefaction at prepyrolysis temperature.ReportLBL-11769,University of California.Berkeley,U.S.A.)。溶剂加氢工艺中所用供氢溶剂如四氢喹啉价格昂贵,成本和能耗高,影响它的工业应用。作为替代溶剂可用氢化蒽油,然而在工艺中增加蒽油分离和再氢化等步骤,并须庞大辅助系统。在催化加氢工艺中存在的问题是加氢程度难以控制,混入木质素的催化剂颗粒难以清除干净,直接影响到氢化木质素质量。
发明内容
本发明的目的在于克服上述已有技术的缺点,为了降低成本,提高氢化木质素的质量;从而提供一种不用催化剂,以水作为供氢溶剂,工艺条件温和,无污染,设备简单的采用电解加氢工艺从造纸黑液中制备氢化木质素的方法。
本发明的目的是这样实现的:
本发明的原理是将木质素溶解在电解液中,水作质子供体,在2.0--2.4v(vs.SCE)阴极电解电位下,电解水得到质子氢,质子氢和木质素结合生成氢化木质素,从而提高了木质素的氢碳比,降低了木质素的软化点,达到电解加氢制备氢化木质素的目的。
本发明提供一种采用电解加氢工艺制备氢化木质素的方法,其特征在于包括以下步骤:
(1)用隔离式电解槽,金属铂作阳极,泡沫铅作阴极,饱和甘汞电极作参考电极;
(2)电解体系包括3.0--7.5mol/L的N,N二甲基甲酰铵,1.0--6.5mol/L的乙醇,10--26mol/L的水,0.05--0.30mol/L的四丁基溴化铵,配好放入电解槽中;其中N,N二甲基甲酰铵和乙醇作电解溶剂,水作供氢溶剂,四丁基溴化铵作支持电解质;
(3)在电解体系中加入木质素26--105g/L;
(4)开始电解通氮气保护,控制阴极电位为2.0--2.4(vs.SCE),电解温度20--60℃,电解时间8--25hr,电解过程中通氮气保护,始终保持氮气流速以慢速鼓泡为宜;
(5)电解产物经离心机以3000r/min分离5min后过滤、用蒸馏水水洗、于80℃下干燥5hr后获得氢化木质素。
本发明的优点:
本发明采用水作为供氢溶剂,价格便宜。
本发明的加氢条件易于控制、不用催化剂、避免了催化剂颗粒混入木质素的缺陷,提高了氢化木质素的质量,氢化木质素的氢碳比增加了0.09--0.19,软化点下降了8--25℃。
本发明的方法无环境污染,设备简单、能耗低、成本低、适于工业化生产。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步详细的说明
实施例1
在隔离式电解槽中,以金属铂作阳极,泡沫铅作阴极,饱和甘汞电极作参考电极,加入3.7mol/L的N,N二甲基甲酰铵、1.1mol/L的乙醇、10.4mol/L的水、0.06mol/L的四丁基溴化铵,和28g/L木质素,在电解过程中通入氮气慢速鼓泡保护,控制阴极电位在2.2v(vs.SCE),电解温度20℃,电解8hr后,取出电解产物,经离心机以3000r/min分离5min过滤后得到氢化木质素,然后用蒸馏水水洗,在80℃下干燥氢化木质素5hr,其氢化木质素的氢碳比增加了0.11,软化点下降了11℃。
实施例2
在隔离式电解槽中,以铂作阳极,泡沫铅作阴极,饱和甘汞电极作参考电极,加入4.9mol/L的N,N二甲基甲酰铵、2.9mol/L的乙醇、15.4mol/L的水、0.11mol/L的四丁基溴化铵和46g/L木质素,在电解过程中通入氮气慢速鼓泡保护,控制阴极电位在2.2v(vs.SCE),电解温度30℃,电解12hr后,取出电解产物氢化木质素,经离心机以3000r/min分离5min过滤后得到氢化木质素,然后用蒸馏水水洗,在80℃下干燥5hr,其氢化木质素的氢碳比增加了0.17,软化点下降了22℃。
实施例3
在隔离式电解槽中,以铂作阳极,泡沫铅作阴极,饱和甘汞电极作参考电极,加入5.8mol/L的N,N二甲基甲酰铵、4.3mol/L的乙醇、19.4mol/L的水、0.17mol/L的四丁基溴化铵和64g/L木质素,在电解过程中通氮气慢速鼓泡保护,控制阴极电位在2.2v(vs.SCE),电解温度40℃,电解16hr后,取出电解产物,经离心机以3000r/min分离5min过滤后得到氢化木质素,然后用蒸馏水水洗,在80℃下干燥5hr,其氢化木质素的氢碳比增加了0.19,软化点下降了25℃。
实施例4
在隔离式电解槽中,以铂作阳极,泡沫铅作阴极,饱和甘汞电极作参考电极,加入6.5mol/L的N,N二甲基甲酰铵、5.5mol/L的乙醇、22.7mol/L的水、0.23mol/L的四丁基溴化铵和82g/L木质素,在电解过程中通氮气慢速鼓泡保护,控制阴极电位在2.2v(vs.SCE),电解温度50℃,电解20hr后,取出电解产物,经离心机以3000r/min分离5min过滤后得到氢化木质素,用蒸馏水水洗,在80℃下干燥5hr,其氢化木质素的氢碳比增加了0.14,软化点下降了18℃。
实施例5
在隔离式电解槽中,以铂作阳极,泡沫铅作阴极,饱和甘汞电极作参考电极,加入7.1mol/L的N,N二甲基甲酰铵、6.4mol/L的乙醇、25.5mol/L的水、0.28mol/L的四丁基溴化铵和100g/L木质素,在隔离式电解槽中通入氮气10min后开始电解,在电解过程中通氮气以慢速鼓泡为宜,控制阴极电位在2.2v(vs.SCE),电解温度60℃,电解25hr后,取出电解产物,经离心机以3000r/min分离5min过滤后,用蒸馏水水洗,在80℃下干燥5hr,其氢化木质素的氢碳比增加了0.09,软化点下降了8℃。
Claims (1)
1.一种采用电解加氢工艺从造纸黑液中制备氢化木质素的方法,其特征在于包括以下步骤:
(1)用隔离式电解槽,金属铂作阳极,泡沫铅作阴极,饱和甘汞电极作参考电极;
(2)电解体系包括3.0--7.5mol/L的N,N二甲基甲酰铵,1.0--6.5mol/L的乙醇,10--26mol/L的水,0.05--0.30mol/L的四丁基溴化铵,配好放入电解槽中;其中N,N二甲基甲酰铵和乙醇作电解溶剂,水作供氢溶剂,四丁基溴化铵作支持电解质;
(3)在电解体系中加入木质素26--105g/L
(4)开始电解通氮气保护,控制阴极电位为2.0--2.4v,电解温度20--60℃,电解时间8--25hr,电解过程中通氮气保护,始终保持氮气流速以慢速豉泡为宜;
(5)电解产物经离心机以3000r/min分离5min后过滤、用蒸馏水水洗、于80℃下干燥5hr后获得氢化木质素。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN99106161.6A CN1121407C (zh) | 1999-04-29 | 1999-04-29 | 采用电解加氢工艺从造纸黑液中制备氢化木质素的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN99106161.6A CN1121407C (zh) | 1999-04-29 | 1999-04-29 | 采用电解加氢工艺从造纸黑液中制备氢化木质素的方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN1272460A CN1272460A (zh) | 2000-11-08 |
CN1121407C true CN1121407C (zh) | 2003-09-17 |
Family
ID=5272290
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN99106161.6A Expired - Fee Related CN1121407C (zh) | 1999-04-29 | 1999-04-29 | 采用电解加氢工艺从造纸黑液中制备氢化木质素的方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN1121407C (zh) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6758628B2 (ja) | 2016-11-15 | 2020-09-23 | 国立大学法人横浜国立大学 | 有機ハイドライド製造装置及び有機ハイドライドの製造方法 |
-
1999
- 1999-04-29 CN CN99106161.6A patent/CN1121407C/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN1272460A (zh) | 2000-11-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102277591B (zh) | 一种电化学方式降解木质素的方法 | |
Cai et al. | Electrochemical conversion of corn stover lignin to biomass-based chemicals between Cu/NiMoCo cathode and Pb/PbO2 anode in alkali solution | |
Caravaca et al. | Towards a sustainable technology for H2 production: Direct lignin electrolysis in a continuous-flow Polymer Electrolyte Membrane reactor | |
CN110885984B (zh) | 一种利用太阳能光电催化合成过氧化氢的方法 | |
US20070215484A1 (en) | Electrochemical conversion of polyalcohols to hydrocarbons | |
Dolle et al. | Electrochemical hydrogen production from biomass | |
CN1240811C (zh) | 生物质快速裂解油的加氢处理方法 | |
CN113774399B (zh) | 通过电催化由废旧pet塑料联产氢气、甲酸和对苯二甲酸的方法 | |
CN116676604A (zh) | 一种氮杂环有机氢载体的电化学加脱氢方法 | |
CN1121407C (zh) | 采用电解加氢工艺从造纸黑液中制备氢化木质素的方法 | |
González-Cobos et al. | Electrolysis of lignin for production of chemicals and hydrogen | |
CN1995462B (zh) | 一种聚吡咯的电解合成方法 | |
CN113897628A (zh) | 一种电催化解聚pet的方法 | |
Zou et al. | Fabrication of bacterial cellulose membrane-based alkaline-exchange membrane for application in electrochemical reduction of CO2 | |
CN113373464B (zh) | 一种电催化转化木质素衍生物制备环烷烃的方法 | |
CN112899042A (zh) | 一种热解油电化学温和高效加氢方法 | |
CN114606518B (zh) | 一种电化学乙炔选择性加氢生成乙烯的方法 | |
CN103343378A (zh) | 一种碳纳米管掺杂Nafion膜修饰的高稳定性催化电极的制备方法及应用 | |
Kageshima et al. | Insights into the electrocatalytic oxidation of cellulose in solution toward applications in direct cellulose fuel cells | |
Cheng et al. | A mini review of electrocatalytic upgrading of carbohydrate biomass—System, path, and optimization | |
CN104610543A (zh) | 一种导电高分子材料 | |
CN110129823B (zh) | 一种离子液体复合介质及其制备方法与应用及应用方法 | |
Wang et al. | Recent advances in anode catalysts for waste valorization through hybrid water electrolysis: Towards sustainability beyond hydrogen production | |
CN112831799A (zh) | 电化学解聚木质素的方法 | |
CN109652818A (zh) | 一种多氯代吡啶电催化选择性脱氯的方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
C19 | Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |