1 绪论

1.1 选题背景和意义

在全球能源危机的大背景下，各国寻找新能源的脚步也在不断加快。在种类繁多的新能源中，来源广泛、应用方便、污染物小的生物能源作为一种理想的可再生能源，越来越受到世界各国的关注[1]。在我国，生物质能也是仅次于煤炭的第二大能源，占全部能源消耗量的20%。生物质包括植物、动物及其排泄物、垃圾等几类。生物质具有适中的热值，含杂质少，挥发分高，燃烧效率高，转化性强[2]，只要适当选择种类并利用现代科技手段略作加工，便可作为优质、廉价燃料。其有效热价低、成本低，经济性比石化燃料好，加上其来源广、量大[3]，所以，在一般工农业应用上，可完全替代石化燃料。

生物质具体的种类有很多，植物类中最主要的是农作物秸秆[4]。中国是历史悠久的农业大国，也是秸秆资源最为丰富的国家之一。秸秆中含有木质素纤维素等生物质资源，研究综合利用农作物秸秆的工艺，可以将我国的资源优势转化为经济优势。沼气技术是我国发展最早的生物质气化技术。我国为解决农村能源短缺问题，曾大力开发和推广户用沼气池技术。目前，沼气气调技术作为一种新兴科研技术广泛应用于果蔬保鲜[5]。固体成型燃料发电可以减少二氧化碳的排放，用生物柴油代替石化燃料供能可以减少氮化物、硫化物对大气的破坏。生物质燃料燃烧的灰渣含有丰富的有机元素，可作为废料还田，减少化肥的使用[6]。因此，农作物秸秆的利用作为生物质能利用的典型代表在以农业为主的农村地区是一个新兴的能源与资源，不仅有效的利用了之前被视为垃圾的一些物质对坏境保护有很大的帮助，而且还帮助农村及偏远地区找到了新的廉价的能源和资源[7,8]。

现如今，木质素在生物化工领域的应用研究已经非常广泛，逐步成为各国争相研究的热点。文献综述

1.2 本论文研究的内容

木质素的结构复杂，不能用简单的言语表达，只能说木质素是一种具有芳香族特性，其结构单元为苯丙烷型的，非结晶性，三维高分子网状化合物[9]。目前，对农作物秸秆预处理应用最广的方法是酶法和酸法，之后进行木质素分离的方法大体有两类：一类是将木质素以外的成分溶解除去，木质素作为不溶性成分被过滤分离出来；另一类正好相反，木质素作为可溶性成分，将农作物秸秆中的木质素溶解而纤维素等其他成分不溶解进行的分离[6]。另外，木质素在适当的条件下可降解为有商业价值的芳香族有机小分子，主要的降解方法有氢解、热裂解、氧化降解[10,11]。

本实验采用的ZSM-5X分子筛是美国Mobil石油公司首先开发出来的高硅二维孔道的新结构沸石，属于第二代沸石。沸石分子筛是固体酸催化剂的一种，是一种结晶型硅铝酸盐，具有均匀的孔结构。ZSM-5X的晶胞组成可以表示为NanAlnSi96-nO192•16H2O，它具有较好的（水）热稳定性，在催化、分离、生物及纳米材料等领域都有广阔的应用前景[12]。借助ZSM-5X优良的物理化学性质和结构特点，实验采用三氯化铁及磷酸氢二钾，通过负载活性组分对其进行修饰改性，可使其具有更大催化活性。实验中采用的另一种固体催化剂硫酸铜，其不溶的特性，使其可以回收并循环使用，进而减少了实验中的消耗，间接的节约了成本。

因此，实验通过采用ZSM-5X型分子筛催化酶法木质素的氧化降解，并分别利用三氯化铁及磷酸氢二钾对其改性，以对羟基苯甲醛、香草醛及丁香醛的总产量为指标，与常用的硫酸铜催化剂比较催化效果。论文网

2 实验材料与步骤 酶法木质素催化氧化降解反应条件的优化(2):http://www.751com.cn/huaxue/lunwen_75091.html