Fenton法氧化酶解木质素及其环氧树脂复合材料的制备开题报告

1. 研究目的与意义

fetnton氧化法是一种高级氧化技术，目前在废水处理方面有很大用途。实际上，fenton过程是两个过程的组合，化学氧化和混凝。目前fenton氧化技术主要用于处理难降解的有机污染物废水。fenton氧化法作为一种高级氧化技术，有着独特的优势和发展潜力。fenton试剂处理无机废水，主要是利用它的强氧化性先将无机污染物氧化，再进行后面的处理。

木质素是一类天然难以分解的复杂化合物，是植物的主要组成之一。在自然界中木质素的分解主要由真菌进行。由真菌分泌胞外和胞内的酶（一种生物催化剂）可以将其中纤维素和半纤维素转化为单糖, 并可进一步发酵成酒精或生产蛋白饲料等其它高附加值产品,这里剩余的酶解渣的木质素的深加工利用, 不仅可以变废为宝、减少对环境的污染, 可以制成燃料棒或转化为其它木素深加工产品，而且可直接降低纤维素酶水解的工艺成本。剩余的酶解渣即所谓酶解木质素。

以酶解木质素为原料，合成木质素基环氧树脂，作为基体，加入增强材料，制备成具有特殊性能或者增强性能的复合材料。

2. 国内外研究现状分析

1.木质素是自然界中唯一的芳香族有机高分子化合物，其总量只比纤维素低，是第二丰富的天然有机高分子化合物。木质素普遍存在于所有的维管植物中，与纤维素、半纤维素共同组成植物的骨架。据估计，每年全世界通过植物的生长可产生约1500亿吨木质素^[1]。木质素是一种广泛存在于植物体中的无定形的、分子结构中含有氧代苯丙醇或其衍生物结构单元的芳香性高聚物，是化学化工生产中芳香族化合物原料的丰富资源。^[2]

木质素主要由碳、氢、氧三种元素组成。它是一种结构单元为苯丙烷型的非结晶性三维网状高分子化合物。木质素的结构中存在着多种官能团，如甲氧基、羟基、羰基、羧基等。^[3]它们在原本木质素结构中的存在和分布与木质素的种类有关，在分离木质素结构中的存在与分布还与提取方式相关。由于这些活性官能团的存在，木质素可以进行氧化、还原、水解、醇解、酰化、烷基化、磺化、缩聚及接枝共聚等多种化学反应。^[4]木质素结构中存在的羟基，主要以醇羟基和酚羟基两种形式存在。木质素结构中羟基的含量对木质素的物理和化学性质产生重要的影响，能够反映出木质素的醚化和缩合程度，同时也能衡量木质素的溶解性能及反应能力。^[5]

木质素分子结构中含有酚羟基和醇羟基，可以发生环氧化反应；木质素分子中还含有芳香环，可以赋予树脂较高的刚性、热稳定性及耐溶剂性。

3. 研究的基本内容与计划

1.采用fenton试剂对木质素基进行氧化降解处理，并以酚羟基含量为参照，对实验条件进行优化；

2.最佳条件下fenton法处理木质素，对其结构进行表征；

3.处理后的木质素合成木质素基环氧树脂；

4. 研究创新点

制备木质素环氧树脂的复合材料时，通过改变不同的原料配比，获得其产物并测试得到不同的热，力学性能。其中我们可以加入不同的改性材料或者加强材料进行复合实验。实验中，针对当前环氧树脂加入复合材料所面临的问题，进行改进实验方案。