多元醇“液化”预处理稻草及应用

论文摘要

低碳经济是指温室气体排放量尽可能低的经济发展方式,尤其是CO2这一主要温室气体的排放量要得到有效的控制。高效的生物质利用技术相对于矿物燃料,可以减少CO2排放90%左右,是减少CO2排放的有效措施。我国秸秆资源丰富,利用生物质资源制备燃料乙醇,在发展低碳经济中起着重要的作用。秸秆类废弃物经过预处理、水解、发酵可以生产燃料乙醇,预处理是关键,传统的预处理工艺存在能耗大、高污染的缺点。本文主要研究了利用多种液化剂对稻草秸秆进行液化预处理,并将液化预处理的废液回收用以制备聚氨酯泡沫。利用液化反应对稻草秸秆进行预处理,考察不同液化剂对稻草液化反应的影响,并考察了不同液化剂下液化温度、液化时间、催化剂用量、液固质量比等因素对液化产物中纤维素含量的影响。结果表明：乙二醇、聚乙二醇以及苯酚均可以作为稻草液化预处理的液化剂,在最佳液化条件下,液化产物纤维素含量分别为58.2%、53%和62%；扫描电镜观察结果显示预处理后的纤维素粒度明显降低,纤维束内部出现缝隙增大,对后续发酵过程极为有利。采用“液化技术”对稻草秸秆进行预处理,液化后的木素等作为一种新的化学原料用于制备聚氨酯泡沫。探讨了异氰酸根指数、硅油用量、发泡剂水用量等因素对聚氨酯泡沫性能的影响,确定了制备硬质聚氨酯泡沫的合理工艺条件。可制备压缩强度为481.56kPa,密度为83.64 kg/m3的聚氨酯泡沫,且具有较均匀的泡孔结构。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 前言
• 第一章 文献综述
• 1.1 生物质的组成及主要性质
• 1.1.1 纤维素
• 1.1.2 半纤维素
• 1.1.3 木质素
• 1.2 我国农作物秸秆综合利用的研究进展
• 1.2.1 秸秆还田
• 1.2.2 替代能源
• 1.2.3 牲畜饲料
• 1.2.4 工业原料
• 1.3 秸秆类生物质预处理
• 1.3.1 物理法
• 1.3.2 化学法
• 1.3.3 生物法
• 1.3.4 液化法
• 1.4 聚氨酯泡沫研究概述
• 1.4.1 生物质基聚氨酯泡沫最新研究
• 1.4.1.1 纤维素基聚氨酯材料
• 1.4.1.2 木质素、单宁及树皮制备聚氨酯材料
• 1.4.1.3 木质生物原料制备聚氨酯材料
• 1.4.2 聚氨酯泡沫合成的基本原理
• 1.5 课题研究内容、意义及创新点
• 1.5.1 课题研究内容
• 1.5.2 课题研究意义及创新点
• 第二章 稻草“液化”预处理的研究
• 2.1 前言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 实验原料与药品
• 2.2.2 仪器与设备
• 2.2.3 稻草及液化产物成分分析
• 2.2.3.1 水分含量测定
• 2.2.3.2 灰分含量测定
• 2.2.3.3 纤维素含量测定
• 2.2.3.4 木质素含量测定
• 2.2.3.5 半纤维素含量测定
• 2.2.4 稻草“液化”预处理工艺
• 2.2.5 红外光谱分析
• 2.2.6 扫描电镜分析
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 稻草成分分析
• 2.3.2 对稻草“液化”预处理影响因素的考察
• 2.3.2.1 液化温度对液化产物中纤维素含量的影响
• 2.3.2.2 液化时间对液化产物中纤维素含量的影响
• 2.3.2.3 催化剂用量对液化产物中纤维素含量的影响
• 2.3.2.4 液固质量比对液化产物中纤维素含量的影响
• 2.3.3 液化产物的成分分析
• 2.3.4 红外光谱分析（IR）
• 2.3.5 扫描电镜（SEM）
• 2.4 本章小结
• 第三章 硬质聚氨酯泡沫的合成及性能测试
• 3.1 前言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验原料及药品
• 3.2.2 仪器与设备
• 3.2.3 液化物的制备
• 3.2.3.1 稻草预处理
• 3.2.3.2 稻草“液化”预处理及液化物分离
• 3.2.3.3 液化物羟值的测定
• 3.2.4 聚氨酯泡沫的制备及表征
• 3.2.4.1 制备工艺
• 3.2.4.2 确定异氰酸酯的用量
• 3.2.5 聚氨酯泡沫的性能测试
• 3.2.6 红外光谱分析（IR）
• 3.2.7 扫描电镜分析（SEM）
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 液化物羟值的测定
• 3.3.2 各项因素对聚氨酯泡沫性能的影响
• 3.3.2.1 异氰酸根指数对聚氨酯泡沫性能的影响
• 3.3.2.2 发泡剂水用量对聚氨酯泡沫性能的影响
• 3.3.2.3 表面活性剂用量对聚氨酯泡沫性能的影响
• 3.3.3 红外光谱分析（IR）
• 3.3.4 扫描电镜（SEM）
• 3.4 本章小节
• 第四章 结论
• 参考文献
• 致谢