电化学催化氧阴极还原协同阳极氧化一步完成纤维木质素选择性溶出及深度氧化的机理研究

批准号:
31570566
项目类别:
面上项目
资助金额:
63.0 万元
负责人:
孔凡功
依托单位:
学科分类:
C1604.林产化学
结题年份:
2019
批准年份:
2015
项目状态:
已结题
项目参与者:
王守娟、吴芹、韩金梅、刘琪、李燕、王孝辉
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中文摘要
该项目将电化学催化氧阴极还原协同阳极氧化体系用于纸浆漂白,项目组通过工艺调控实现了单一体系中一步完成纤维中木质素的选择性溶出与溶出木素的深度氧化。然而,该电化学体系中纤维木质素的选择性溶出与溶出木质素的深度氧化同步进行机理仍不清晰。该项目从电化学阴阳两极协同催化体系中HO•和H2O2的产生规律以及调控因素入手,以木素模型物、纤维素模型物、木质素以及木材纤维为研究对象,通过对各目标物的电化学催化反应动力学以及利用NMR、LCMS、CP-GC-MS等手段对各目标物的反应产物及特性进行分析,弄清该电化学体系中纤维木质素的降解溶出调控机制,明确溶出木素及纸浆中木素的降解产物和反应途径,得到木质素及纤维素性能及结构变化规律,最终获得电催化氧阴极还原协同阳极氧化用于纸浆漂白时木质素的选择性溶出与深度降解一步完成机理,为进一步寻求高效清洁纸浆电化学漂白提供理论基础,为其工业化应用提供技术支持。
英文摘要
The electrocatalyzed catihodic oxygen reduction-anodic oxidation reaction system was successfully applied to pulp bleaching based on the produced hydroxyl radical and hydrogen peroxide during the electochemical process by applicant's research group to fullfill the delignification of fibers as well as the advanced oxidation of dissolved lignin fragment in one pot style,which will boost the pulp bleaching industry significantly. However, the mechanism of this electrocatalyzed delignification of pulp fibers was not clear so far. This proposal will pay more attention on the mechanism, in which lignin models, cellulose model, lignin and pulp fibers are going to be used to investigate the reaction route and final oxidized products. ESR, FTIR, NMR, LC-MS as well as CP-GC-MS are involved to analyze the structure changes for lignin and lignin fragments as well as cellulosic fiber. The reaction dynamics and reaction routes for the delignification of pulp fibers as well as the extended oxidization of lignin fragments will be obtained and clarify the related reaction mechanism which not only can offer the foundation of electrocatalyzed cathodic oxygen reduction-anodic oxidation pulp delignification, but also can guide the application of this pulp bleaching method in the industry.
该项目针对电化学催化氧阴极还原协同阳极氧化体系用于纸浆漂白时一步完成纤维中木质素的溶出以及溶出木素的深度氧化过程,以木素模型物、纤维素模型物、木质素以及木材纤维为研究对象,利用电子自旋共振仪从HO•和H2O2的产生规律以及调控因素入手,通过对各目标物的电化学催化反应动力学以及利用FTIR、NMR、LCMS、CP-GC-MS等手段对各目标物的反应产物及特性进行了分析和研究,清晰了该电化学体系中纤维木质素的降解溶出调控机制和规律,明确了溶出木素及纸浆中木素的降解产物和反应途径,得到了木质素及纤维素性能及结构变化规律,最终对于电催化氧阴极还原协同阳极氧化用于纸浆漂白时木质素的溶出及深度降解一步完成机理有了深入了解,为进一步寻求高效清洁纸浆电化学漂白提供了理论基础,为其工业化应用提供了技术支持。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.1016/j.saa.2018.02.026
发表时间:2018-05
期刊:Spectrochimica acta. Part A, Molecular and biomolecular spectroscopy
影响因子:--
作者:Hongshui Lv;Haiyan Sun;Shoujuan Wang;F. Kong
通讯作者:Hongshui Lv;Haiyan Sun;Shoujuan Wang;F. Kong
DOI:10.1155/2018/3594020
发表时间:2018-11
期刊:Journal of Analytical Methods in Chemistry
影响因子:2.6
作者:Shoujuan Wang;Zhen Xu;Yongyi Fang;Zhongming Liu;Xin Zhao;Guihua Yang;F. Kong
通讯作者:Shoujuan Wang;Zhen Xu;Yongyi Fang;Zhongming Liu;Xin Zhao;Guihua Yang;F. Kong
Synthesis of Cationic Xylan Derivatives and Application as Strengthening Agents in Papermaking
阳离子木聚糖衍生物的合成及其作为造纸增强剂的应用
DOI:10.15376/biores.13.2.2960-2976
发表时间:2018-03
期刊:BioResources
影响因子:1.5
作者:Kong Fangong;Guo Yanquan;Liu Zhongming;Wang Shoujuan;Lucia Lucian A.
通讯作者:Lucia Lucian A.
DOI:--
发表时间:2018
期刊:Biotechnology Progress
影响因子:2.9
作者:Liu Zhongming;Xu Dingding;Kong Fangong;Wang Shoujuan;Yang Guihua;Fatehi Pedram
通讯作者:Fatehi Pedram
DOI:--
发表时间:2017
期刊:造纸科学与技术
影响因子:--
作者:刘忠明;孔凡功;王守娟
通讯作者:王守娟
硫酸盐木素与丙烯酸的电化学催化聚合机理及其功能调控机制研究
- 批准号:31971605
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:59.0万元
- 批准年份:2019
- 负责人:孔凡功
- 依托单位:
纸浆电化学介体脱木素体系中催化介体紫脲酸丢失机理研究
- 批准号:31170547
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:65.0万元
- 批准年份:2011
- 负责人:孔凡功
- 依托单位:
电化学介体催化脱木素和纸浆漂白机理研究
- 批准号:30700633
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:16.0万元
- 批准年份:2007
- 负责人:孔凡功
- 依托单位:
国内基金
海外基金
