生物油組分的柱層析分離與固相萃取初步分析.pdf

1、可再生能源的開發(fā)是未來能源發(fā)展的重要方向，生物質(zhì)能來源廣泛，對環(huán)境友好，是一種理想的清潔能源。生物質(zhì)熱裂解的技術(shù)將能量密度較低的生物質(zhì)資源轉(zhuǎn)化為能量密度較高的液念生物油資源，基于液體燃料在整個能源結(jié)構(gòu)中的重要性，生物油的制備及應(yīng)用是生物質(zhì)能研究開發(fā)中的重點。生物油經(jīng)過處理可以作為化石燃料的替代品來使用。此外，生物油中含有乙酸、各種酚類、左旋葡聚糖等重要的化工原料，這些高附加值化合物的提取也是生物油應(yīng)用中的一個重點。
　　 本文首

2、先對國內(nèi)外生物質(zhì)開發(fā)利用的技術(shù)作了概述，分別對直接燃燒、生物質(zhì)氣化技術(shù)和生物質(zhì)熱解液化技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行了簡單的評價；然后詳細(xì)介紹了生物質(zhì)熱解油的理化性質(zhì)，并綜述了對生物油這種組分極其復(fù)雜的混合物進(jìn)行分離提取的各項技術(shù)的研究進(jìn)展，分析了蒸餾、分級冷凝、溶劑分離、柱層析和離心分離等技術(shù)的利弊。
　　 通過自制的實驗室規(guī)模的自由落下式生物質(zhì)熱裂解裝置，以杉木鋸術(shù)為原料，進(jìn)行了熱解制各生物油的研究。初步探討了熱解溫度對生物油產(chǎn)率的影響，然

3、后對生物油的水分、pH值、粘度和熱值進(jìn)行分析討論。利用GC-MS聯(lián)用技術(shù)對生物油的化學(xué)組分分布進(jìn)行了分析，將生物油各組分分為脂肪族羧酸類、醇類、纖維系初步降解產(chǎn)物、呋喃衍生物、酚類衍生物和其他化合物。通過對各類另的化合物進(jìn)行GC-MS峰面積計算，結(jié)果表明生物油中有機(jī)羧酸占了相當(dāng)大的比重，而由木質(zhì)素?zé)峤獾玫降谋椒宇惢衔镆彩巧镉椭袠O重要的部分，這兩類物質(zhì)是影響生物油酸性的關(guān)鍵因素，無論是從降低生物油的器械腐蝕性，還是從生物油的資源化應(yīng)用

4、考慮，提取這些物質(zhì)都是目前的研究方向。
　　 在柱層析法分離生物油組分的實驗中，首先介紹了柱層析的分離機(jī)理，再根據(jù)生物油中部分酸性組分在水中溶解度不大的情況，探索不同的分離條件，先通過成鹽的方法使它們從生物油中分離到水相，對下層生物油相和上層水相進(jìn)行分離后，再對水相酸化使這些酸性組分從水中析出，從而得到了源于生物油的一些固體析出物。這些固體析出物經(jīng)多級柱層析分離，得到了組分相對簡單的幾組有機(jī)物。在對這幾組分離產(chǎn)物進(jìn)行GC-MS和

5、1H NMR分析后，證明這些有機(jī)物主要為鄰苯二甲酸酯，還有少部分甲基丙酸烯丙酯。最后對鄰苯二甲酸酯在生物質(zhì)熱解中形成、在水相中析出的機(jī)理分別進(jìn)行了討論。
　　 基于生物油體系的復(fù)雜性，提出用固相萃取的方法對生物油進(jìn)行組分分離的方法，合成了三種固相萃取樹脂，并從成本、合成難度和不溶性分析，優(yōu)選了柔性固相萃取樹脂Ⅲ，研究了其在水溶液和環(huán)己烷溶液中對苯酚的吸附能力，在含酚濃度較高的水溶液體系中，樹脂Ⅲ的吸酚能力強(qiáng)于市售活性炭。以只有物