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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

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
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  • 批准号:31570566
  • 批准年度: 2015年
  • 学科分类:树木组分化学与利用基础(C160403) |
  • 项目负责人:孔凡功
  • 负责人职称:教授
  • 依托单位:齐鲁工业大学
  • 资助金额:63万元
  • 项目类别:面上项目
  • 研究期限:2016年01月01日 至 2019年12月31日
  • 中文关键词: 电化学;纤维;木质素;选择性;深度
  • 英文关键词:electrochemical delignification;pulp bleaching;lignin mdel;green pulping

项目摘要

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.

评估说明

    国家自然科学基金项目“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”发布于爱科学iikx,并永久归类于相关科学基金导航中,仅供广大科研工作者查询、学习、选题参考。国科金是根据国家发展科学技术的方针、政策和规划,以及科学技术发展方向,面向全国资助基础研究和应用研究,发挥着促进我国基础研究源头创新的作用。国科金的真正价值在于它能否为科学进步和社会发展带来积极的影响。

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