微波液化玉米秸稈及環(huán)氧樹脂的制備與性能研究

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1、密級(jí)：學(xué)校代碼：10075分類號(hào)：學(xué)號(hào)：20111316理學(xué)碩士學(xué)位論文微波液化玉米秸稈及環(huán)氧樹脂的制備與性能研究學(xué)位申請(qǐng)人：武文碩指導(dǎo)教師：劉志強(qiáng)教授學(xué)位類別：理學(xué)碩士學(xué)科專業(yè)：環(huán)境工程授予單位：河北大學(xué)答辯日期：二○一五年五月ClassifiedIndex:CODE:10075U.D.C.:NO:20111316ADissertationfortheDegreeofM.ScienceMicrowaveliquefiedcornstoverandPreparationandProperties

2、ofEpoxyResinCandidate：WuWenshuoSupervisor：Prof.LiuZhiqiangAcademicDegreeAppliedfor：MasterofScienceSpecialty：EnvironmentEngineeringUniversity：HebeiUniversityDateofOralExamination：May，2015河北大學(xué)學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知，除了文中特

3、別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫的研究成果，也不包含為獲得河北大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書所使用過的材料。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示了致謝。作者簽名：日期：年月日學(xué)位論文使用授權(quán)聲明本人完全了解河北大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：學(xué)校有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。學(xué)校可以公布論文的全部或部分內(nèi)容，可以采用影印、縮印或其他復(fù)制手段保存論文。本學(xué)位論文屬于1、保密□，在年月

4、日解密后適用本授權(quán)聲明。2、不保密□。（請(qǐng)?jiān)谝陨舷鄳?yīng)方格內(nèi)打“√”）作者簽名：日期：年月日導(dǎo)師簽名：日期：年月日保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)聲明本人為申請(qǐng)河北大學(xué)學(xué)位所提交的題目為《微波液化玉米秸稈及環(huán)氧樹脂的制備與性能研究》的學(xué)位論文，是我個(gè)人在導(dǎo)師劉志強(qiáng)教授指導(dǎo)并與導(dǎo)師合作下取得的研究成果，研究工作及取得的研究成果是在河北大學(xué)所提供的研究經(jīng)費(fèi)及導(dǎo)師的研究經(jīng)費(fèi)資助下完成的。本人完全了解并嚴(yán)格遵守中華人民共和國為保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)所制定的各項(xiàng)法律、行政法規(guī)以及河北大學(xué)的相關(guān)規(guī)定。本人聲明如下：本論文的成果歸河北大學(xué)所

5、有，未經(jīng)征得指導(dǎo)教師和河北大學(xué)的書面同意和授權(quán)，本人保證不以任何形式公開和傳播科研成果和科研工作內(nèi)容。如果違反本聲明，本人愿意承擔(dān)相應(yīng)法律責(zé)任。聲明人：日期：年月日作者簽名：日期：年月日導(dǎo)師簽名：日期：年月日摘要摘要黨的十八屆三中全會(huì)決議中指出建設(shè)生態(tài)文明，必須建立系統(tǒng)完整的生態(tài)文明制度體系，實(shí)行最嚴(yán)格的源頭保護(hù)制度、損害賠償制度、責(zé)任追究制度，完善環(huán)境治理和生態(tài)修復(fù)制度，用制度保護(hù)生態(tài)環(huán)境。環(huán)境問題的改善解決在實(shí)行制度創(chuàng)新完善，實(shí)現(xiàn)人與自然科學(xué)發(fā)展，和諧進(jìn)步；轉(zhuǎn)變粗放型發(fā)展模式，實(shí)現(xiàn)資源節(jié)約型

6、、技術(shù)密集型和環(huán)境友好型發(fā)展模式的歷史性轉(zhuǎn)變，成為當(dāng)前環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域研究的主旨方向。本研究課題旨在將生物質(zhì)（玉米秸稈）由傳統(tǒng)原始粗放利用模式經(jīng)技術(shù)創(chuàng)新，轉(zhuǎn)化為能循化利用的高附加值新型材料，應(yīng)對(duì)未來石油危機(jī)和化石資源枯竭背景下有機(jī)合成原料面臨原料匱乏的局面。利用微波這種清潔高效能源對(duì)可再生儲(chǔ)量大的生物質(zhì)材料進(jìn)行液化利用，符合當(dāng)前全面協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展政策路線。本文主要介紹了以生物質(zhì)（玉米秸稈）為原材料，在微波作為反應(yīng)能量源，在苯酚與濃硫酸混合液為液化催化劑條件下對(duì)固態(tài)玉米秸稈粉末進(jìn)行液化。對(duì)玉米秸稈液化

7、反應(yīng)進(jìn)行殘?jiān)蕼y(cè)定并比對(duì)實(shí)驗(yàn)條件，同時(shí)以紅外光譜分析為手段研究其中新舊官能團(tuán)吸收峰值變化情況，從而確定微波液化過程中生物質(zhì)原料分子主要轉(zhuǎn)變的情況。在取得玉米秸稈液化物后，在堿性環(huán)境下以微波為反應(yīng)能量與環(huán)氧氯丙烷反應(yīng)，提取制備環(huán)氧樹脂。最后將提取的環(huán)氧樹脂經(jīng)過與固化劑與其他助劑結(jié)合，得到具備初步實(shí)用性的環(huán)氧樹脂膠結(jié)劑，通過拉伸剪切等物理手段測(cè)試膠結(jié)劑實(shí)用指數(shù)。生物質(zhì)（玉米秸稈）主要由纖維素、半纖維素、木質(zhì)素和其它有機(jī)物、無機(jī)物共同構(gòu)成[1]。其主體構(gòu)成成分具有難溶、難液化特性。在苯酚與濃硫酸混合液

8、為液化劑作用下，通過微波穿透性的均勻加熱，得以將玉米秸稈粉末初步液化。經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)，初步發(fā)現(xiàn)在微波加熱溫度為160℃，微波加熱時(shí)間為22分鐘左右，反應(yīng)原料液固比為4:1，時(shí)，實(shí)驗(yàn)過程中液化產(chǎn)物殘?jiān)式档搅俗畹椭?。溫度過高，加熱時(shí)間過長，均容易導(dǎo)致殘?jiān)史磸?，即出現(xiàn)高分子液化再凝聚沉淀現(xiàn)象。通過比對(duì)不同液化溫度條件下、不同液化時(shí)間條件下、不同液化液固比條件下玉米秸稈原料和液化物殘?jiān)募t外光譜分析，發(fā)現(xiàn)液化殘?jiān)欣w維素、半纖維素和木質(zhì)素均出現(xiàn)不同程度消失降解。初步印證了微波和苯酚酸性條件下液化反應(yīng)的