木质素

木质素的应用研究进展

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摘要：木质素与纤维素和半纤维素是构成植物骨架的主要成分，木质素是自然界中含量第二的天然高分子化合物，其含量仅次于纤维素。它是制浆造纸工业的主要副产物，也是木材水解工业中不可缺少的副产物，是重要的可再生资源之一。研究和发展应用木质素技术是化工领域和生物质应重视的热点和难点问题。木质素的利用面广，主要分为木质素的高分子利用和木质素的降解利用。本文主要阐述了木质素的高分子应用主要包括木质素在吸附剂，表面活性剂，水处理剂，粘合剂，橡胶复合材料，替代柴油及木质素在农业生产中的应用。木质素的降解利用主要体现在生产香草醛上。通过对木质素应用领域的研究，可以看出木质素的的应用面广泛，市场潜力巨大。同时，我们也发现在其生产中面临的问题。如何利用木质素，提高生产技术，增加产品产量，提高产品性能，减少化学污染使我们面临木质素研究主要面临的问题。相信在时代步伐的指引下，我们必将逐个击破这些问题，为更好，更广泛的应用木质素做出努力。

关键字：木质素背景高分子利用降解利用面临问题

目录

1.序言 (3)

2.概述 (3)

2.1 木质素的结构与特性 (3)

2.2 木质素的分类 (4)

3.木质素的综合利用 (4)

3.1 木质素的高分子利用 (4)

3.11 木质素在表面活性剂、活性炭的研究 (4)

3.12 在树脂粘合剂合成中的应用 (5)

3.13木质素在橡胶复合材料中的应用 (5)

3.14 木质素作水处理剂的应用 (6)

3.15 木质素替代柴油技术 (6)

3.16 木质素在农业生产中的应用 (6)

3.2 木质素的降解利用 (7)

3.21 木质素制备香草醛的研究 (7)

4. 结语 (7)

参考文献: (8)

1.序言

木质素与纤维素和半纤维素是构成植物骨架的主要成分，木质素是自然界中含量第二的天然高分子化合物，其含量仅次于纤维素。它是制浆造纸工业的主要副产物，也是木材水解工业中不可缺少的副产物，是重要的可再生资源之一。[1]每年以几百万吨的速度增长，其主要来源是纸浆造纸工业的副产品。追溯历史，人类对木质素的利用已有上千年，但其发展缓慢，利用率低，造成了资源的浪费，造成这一问题的主要原因是：相对于其它天然高分子如纤维素、半纤维素，木质素缺少了重复单元之间的规律性和有序性，具有更为复杂的组成和化学结构，是最难以认识和利用的天然高分子之一。[2]这是由于其本身结构的复杂性和在其产生过程中，受到制浆工艺和提取方法的影响，造成是物理化学性质的变化，使其难以高效利用。因此，研究和发展应用木质素技术是化工领域和生物质应重视的热点和难点问题。

2.概述

2.1 木质素的结构与特性

木质素是结构复杂的芳香族天然高分子聚合物，具有三维网状空间结构，含有多种功能基，木质素结构单元之间的联接方式较多且位置不同，其具体的结构目前还没有完全研究出来，。目前认为以苯丙烷结构为主体，共有3 种基本结构即愈创木基结构、紫丁香基结构和对羟基苯基结构。其具有潜在的反应性能和反应点，因此可对其进行化学改性，开发木素型化工材料。[3]由其结构的复杂性，我们可以了解到其化学反应性强，能发生多种化学反应，通过其结构分析可以发生物理共混或磺化、羟甲基化、酚化、氢解、丙氧基化、酯化、胺化、接枝共聚等化学反应改性，通过这些反应可改善木质素的性质，广泛用于工农业、建筑业、采矿业等多种领域。通过对化学产品增加木质素，可以起到提升材料的某些性能或者降低成本的作用，因为木质素无毒，无害及可降解，天然可再生等优质特性，

被誉为绿色原料。

2.2 木质素的分类

木质素主要是工业木素，工业木素主要是化学工业主要是纸浆造纸行业中产生的天然木素碎片。不同的木素一般具有的官能团的种类和数量也不同。工业木素主要根据蒸煮方法的不同，可主要分为水解木素、碱木素和木素磺酸盐。其中，水解木素是木材的残渣，溶解度小、反应性差，应用很有限。[4]碱木素主要来自硫酸盐法、烧碱法、烧碱-AQ 法等制浆过程，产品具有反应性和多样性。木素磺酸盐主要来自传统的亚硫酸盐法制浆和其他改性的亚硫酸盐法制浆过程，产品水溶性好，目前应用最广。[5]

3.木质素的综合利用

3.1 木质素的高分子利用

木质素主要以大分子形式存在，其具有良好的分散性，粘合性，表面活性。

[6]

针对于其这种优良特性，能够将其应用于很多领域，促进资源的合理利用。

3.11 木质素在表面活性剂、活性炭的研究

木质素做表面活性剂主要有阳离子表面活性剂，阴离子表面活性剂，两性表面活性剂和非离子型表面活性剂。[7]不同类型的表面活性剂适合的温度，PH，原料种类不同，造成是溶解特性，表面活性不同，如何选择不同类型木质素表面活性剂的使用环境，最大程度利用其表面活性，是我们研究木质素表面活性剂的关键问题。木质素作为天然高分子表面活性剂，材料来源广泛，产品具有生物降解性，不造成二次污染，可以作为农药、染料的分散剂、水泥的外加剂、水处理剂、沥青乳化剂、井泥浆稀释剂、三次采油用化学剂和液体燃料乳化剂等。[8]当然，木质素表面活性剂仍有问题存在，例如不能最大程度的利用其表面活性，生产工艺复杂等。这些都是我们应重点研究的问题，相信随着时间的推移，科学研究不断深入，能越来越减少这些问题，是木质素表面活性剂的市场前景更加广阔。

通过对木质素的元素分析比较可以看出，木质素的平均含碳量较高，适合作为制备活性炭的原料。通常活性炭的制备采用物理活化法和化学活化法。物理活化法是将原料炭化，然后将其在一定温度下与蒸汽和二氧化碳等进行反应进而达到发育孔隙的目的，所制备的活性炭通常不需进行后期的冲洗除杂，但是所需炭化温度一般较高，大于800度以上；化学活化法是将活化剂如磷酸、氯化锌等与原料混合再在不同温度下进行活化，所得活性炭要经过水冲洗除杂，但是所需炭化活化温度相应可以较低，同时所得活性炭孔隙较为发达。[9]一些学者利用ZnCl2作为化学活化剂，以木质素为原料，通过改变炭化时间、炭化温度、ZnCl2浓度、