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《东北林业大学》 2006年
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核桃壳树脂化基础研究

郑志锋  
【摘要】:随着石化资源的日益短缺,可再生性木质生物质资源的化学利用越来越受到世界各国的普遍关注。核桃壳作为一种资源丰富的林果废弃物,目前一般当作燃料燃烧,其利用价值既低,又污染环境。本论文是基于无二次污染的核桃壳全壳树脂化利用的思想前提下,在对漾濞泡核桃(Juglans Sigillata Dode)的核桃壳作为树脂化原料的原料背景特性进行研究,获得核桃壳化学组分特性、微观结构特性、物理化学特性的基础上,进一步对核桃壳的主成分——木质素、纤维素和半纤维素的特性展开研究;在获得较为全面的核桃壳及其主成分原料背景特性的基础上,分别着重对核桃壳及其主成分的树脂化前处理——液化过程进行详细深入的研究,并首次将液化时间提前至5min内、延长至120min进行跟踪研究,探讨在浓硫酸(苯酚重量的3%)催化、液化温度120℃、苯酚与核桃壳粉(或其主成分)重量比3/1的条件下、不同液化时间时的液化产物体系重要指标变化,利用物理方法、化学方法和现代仪器分析方法(FTIR、~1H-NMR、~(13)C-NMR、GPC及DSC)跟踪检测了液化体系的宏观物理指标残渣率、化学活性指标游离酚与可被溴化物含量、化学基团、化学结构、分子量特征等指标,揭示了核桃壳中各主成分(木质素、纤维素、半纤维素)的可能液化途径及在进一步树脂化中的可能作用,首次对苯酚在液化过程中的作用作了比较全面的分析、评判,并创新性地提出了核桃壳液化过程模型;最后对核桃壳木质素的树脂化能力和核桃壳的树脂化及树脂化产品性能进行了验证性研究。通过研究,本论文得到如下结论: (1)核桃壳的化学成分特性:核桃壳中木质素占56.65%(酸不溶木质素53.81%、酸溶木质素2.84%),纤维素占22.06%,多戊聚糖占19.90%,冷、热水、1%NaOH抽出物分别为8.62%、11.04%和37.65%;核桃壳的主要元素是C、H、O、N、S等,并含有钙、镁、铁、硅、磷等微量元素;核桃壳糖分含量为11.99%。 (2)核桃壳的微观结构:与木材大不相同,基本无纤维细胞,无束状纤维,核桃壳细胞是高度木质化的石细胞。 (3)核桃壳木质素的基本特性:C、H、O含量分别为[C]=67.15%,[H]=5.73%,[O]=27.12%,甲氧基含量为18.19%;C_9经验式为C_9H_(9.22)O_(1.99)(OCH_3)_(1.05),其C_9单元结构的相对分子量为181.61;核桃壳木质素属GS型木质素,其中G型木质素占80.68%;酚羟基(OH_(ph))和脂肪族羟基(OH_(aliph))分别占总羟基数的32.21%和67.79%;存在较多的β-O-4、β-5和β-β结构;重均分子量22521,数均分子量8758,分散度2.57。 (4)核桃壳纤维素的基本特性:FTIR特征与山毛榉纤维素的FTIR特征基本相同,具有典型纤维素的特点;相对结晶度为94.00%,略低于山毛榉。 (5)核桃壳半纤维素的特性:木聚糖含量较多;核桃壳半纤维素的主链是由β-D-吡喃式木糖基以1→4苷键连接而成,4-O-甲基-α-D-吡喃式葡萄糖醛酸基联接于主链木糖基的C_2上。 (6)核桃壳的物理化学特性:密度1.07g/cm~3;呈弱酸性,pH值均6;酸缓冲容量和碱缓冲容量分别为4.92mL和10.68mL;可被溴化物含量为7.00%。
【学位授予单位】:东北林业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TQ351

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前7条
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【参考文献】
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【共引文献】
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8 蒋少军;李志忠;张新璞;胥顺吉;;大麻纤维的生物酶脱胶技术[A];铜牛杯第九届功能性纺织品及纳米技术研讨会论文集[C];2009年
9 张珊珊;王钧;蔡浩鹏;;Kevlar纤维UV表面处理及其复合材料的界面研究[A];第十七届玻璃钢/复合材料学术年会论文集[C];2008年
10 周睿;王继辉;冀运东;;树脂浇铸体的制备新方法[A];节能环保 和谐发展——2007中国科协年会论文集(一)[C];2007年
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10 包桂蓉;纤维素在高温高压溶剂中的降解研究[D];昆明理工大学;2010年
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【同被引文献】
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1 栾复友;竹材树脂化的基础研究[D];浙江农林大学;2010年
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【二级引证文献】
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中国博士学位论文全文数据库 前5条
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中国重要报纸全文数据库 前10条
1 曹保明;核桃壳粘贴技艺[N];中国民族报;2009年
2 本报记者 谈琳 刘晓军;核桃壳里的精彩世界[N];科技日报;2011年
3 记者 胡馨婷;小小核桃壳做出节能减排大文章[N];嘉兴日报;2008年
4 记者 曲一琳;这里年味正浓[N];光明日报;2011年
5 段伟华;黎城核桃要攀“高枝”[N];山西日报;2004年
6 ;“动手动脚”保健康[N];山西科技报;2000年
7 羊剑;像爱护眼睛一样爱护牙齿[N];重庆日报;2000年
8 本报记者 宋沐洋;国际车展轮胎企业“竞风流”[N];中国消费者报;2004年
9 记者 万涛;我省特色农产品亮相中国国际农交会[N];云南日报;2009年
10 缪士毅;名人与收藏[N];中国医药报;2000年
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 郑志锋;核桃壳树脂化基础研究[D];东北林业大学;2006年
2 余琼粉;低浓度磷化氢吸附材料开发及机理研究[D];昆明理工大学;2011年
3 杨斌武;水处理滤料的表面性质及其过滤除油性能研究[D];兰州交通大学;2008年
4 夏洪应;微波加热典型物料制备高比表面积活性炭及演变机制[D];昆明理工大学;2009年
5 张逢玉;低压反冲洗过滤器研制及在油田污水处理中的应用研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
6 郭仕鹏;果壳类生物质直接脱氧液化研究[D];中国科学院研究生院(理化技术研究所);2009年
7 申亮;地下水硝酸盐污染的固相反硝化原位修复技术研究[D];中国地质大学(北京);2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 钟璐;核桃壳与花生壳对模拟废水中Cr(Ⅵ)的吸附特性研究[D];华东交通大学;2012年
2 幸让新;新疆薄皮核桃壳活性炭制备及应用研究[D];石河子大学;2010年
3 郝慧娟;核桃壳提取物的成分分析及其抗氧化活性研究[D];山西农业大学;2013年
4 贾彩霞;核桃种子内源抑制物质的初步研究[D];西北农林科技大学;2006年
5 张丽;与核桃壳厚薄连锁基因SCAR标记转化[D];四川农业大学;2008年
6 张珊珊;核桃壳木醋液的生物活性与化学成分研究[D];西北农林科技大学;2010年
7 刘璐;非活体生物质对废水中Cu~(2+)的吸附性能研究[D];湖南大学;2013年
8 周红霞;木质素和纤维素的绿色分离工艺研究[D];青岛科技大学;2011年
9 贾丽娟;核桃壳填料曝气生物滤池去除废水中氨氮的研究[D];陕西科技大学;2012年
10 陆僖;活性炭高选择性净化医用一氧化氮中二氧化氮的特性研究[D];华中科技大学;2011年
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