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中国东北干旱-半干旱地区湖泊沉积物木质素酚类化合物特征及其气候指示意义
被引量:
2
1
作者
尚文郁
孙青
+1 位作者
谢曼曼
战楠
《岩矿测试》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第2期346-360,共15页
木质素广泛分布于维管植物,经分解生成的酚类化合物可示踪有机质来源、评估木质素降解程度,进而用于反演古环境与古气候变化。采用合适的分析方法有效地分解木质素是推断母源植物类型、降解程度的技术基础,常规方法是木质素经碱(或酸)解...
木质素广泛分布于维管植物,经分解生成的酚类化合物可示踪有机质来源、评估木质素降解程度,进而用于反演古环境与古气候变化。采用合适的分析方法有效地分解木质素是推断母源植物类型、降解程度的技术基础,常规方法是木质素经碱(或酸)解后,利用气相色谱-质谱法(GC-MS)分析酚类单体化合物,但分解、提取过程复杂、易引入杂质。热裂解技术可在高温下快速分解有机质,裂解产物可通过GC-MS进行在线分析,具有用样量少、有机质提取比例高、重现性好、操作便捷的特点。本文选择地处亚洲夏季风影响区域的边缘的内蒙伊和沙日乌苏湖,采用热裂解GC-MS(Py-GC/MS)技术,对湖泊沉积物进行裂解分析,在对裂解温度(450℃、550℃和650℃)进行了优化的基础上,识别了21种酚类化合物,包括:4-甲基苯酚、2-乙基苯酚等9种烷基酚类(PHs),4-乙基-2-甲氧基苯酚、4-乙烯基-2,6-二甲氧基苯酚等9种烷基酚类(PHs)和12种甲氧基酚类(LGs)。结合沉积岩心样品AMS 14 C年龄的分析结果,6.7 ka以来沉积物中酚类化合物总量、PHs和LGs的变化趋势总体一致,呈现出6.7~4.0ka相对含量较高、4.0ka以来相对含量较低的特征。不同于PHs中邻(o-)-PHs、间(m-)-PHs、对(p-)-PHs的变化趋势与总量一致;但不同取代特征的LGs相对含量变化趋势存在差异,p-LGs在5.4ka前后就出现含量显著下降,3.8ka以来维持较低水平。根据微生物对木质素的“去甲基/去甲氧基”氧化反应途径,对位取代酚类化合物比值(p-PHs/p-LGs)可作为陆生高等植物降解指标,该值越大微生物降解作用越强。将p-PHs/p-LGs指标应用于伊和沙日乌苏沉积物样品结果显示,6.7ka以来p-PHs/p-LGs与正构烷烃单体碳同位素δ^(13) C_(27-33)变化趋势一致(R=-0.77),间接地指示了有效降水变化。即6.7ka以来气候整体转湿,区内陆生高等植物占据优势,充足的水分和有机质为微生物提供了适宜的生存环境和相对稳定的营养来源,降解作用整体呈增强趋势;6.3~5.5ka和4.1~3.6ka期间有效湿度降低,微生物对木质素的降解作用相对减弱。p-PHs/p-LGs指标对应了呼伦贝尔地区湿度变化特征,揭示了干旱-半干旱地区微生物降解与有效湿度变化的相关性,为探讨陆地生态系统对东亚季风北部边缘区气候变化的响应提供科学依据。
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关键词
热裂解-气相色谱-质谱法
伊和沙日乌苏湖
木质素酚类单体化合物
微生物降解
古气候
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职称材料
载体对钼基催化剂催化解聚硫酸盐木质素制备液体燃料和酚类单体的影响研究
被引量:
3
2
作者
王一双
陈明强
+3 位作者
史经经
张进辉
李唱
王君
《燃料化学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第12期1922-1935,共14页
本文研究了不同载体(黏土(海泡石(SEP)、凹凸棒石(ATP)、蒙脱土(MTM))和氧化物(Al_(2)O_(3)和SiO_(2))及其负载的Mo基催化剂对超临界乙醇体系中催化解聚木质素制备液体燃料和酚类单体的影响。催化剂表征结果证明,不同结构性质的载体会影...
本文研究了不同载体(黏土(海泡石(SEP)、凹凸棒石(ATP)、蒙脱土(MTM))和氧化物(Al_(2)O_(3)和SiO_(2))及其负载的Mo基催化剂对超临界乙醇体系中催化解聚木质素制备液体燃料和酚类单体的影响。催化剂表征结果证明,不同结构性质的载体会影响Mo基催化剂结构、表面Mo^(5+)含量和酸性位分布。与Al_(2)O_(3)和SiO_(2)相比,黏土基载体具有更多的强酸位,不利于木质素油(LO)的生成,形成更多的固体产物。仅使用载体获得的LO中得到的石油醚溶性产物(PEsp)主要为烷基/烷氧基取代苯酚,而Mo基催化剂中Mo物种(尤其是Mo^(5+))显著提高了LO和PEsp的产量。Mo/SiO_(2)表面Mo^(5+)物种最多,LO产率最高,为85.2%,其中生成的烷基/烷氧基取代苯酚达450.3 mg/glignin。在黏土负载的Mo催化剂中,Mo/SEP的LO产率(82.3%)和PEsp产率(70.8%)较高,所获得取代酚达到398.8 mg/glignin。本研究系统地报道了绿色环保型黏土基材料在木质素转化中的应用,为黏土基材料在生物质转化中的应用提供了关键信息。
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关键词
硫酸盐
木质素
催化解聚
木质素
油
钼基催化剂
黏土材料
酚
类
单体
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职称材料
工业木质素结构表征及催化降解研究
3
作者
麻馨月
《林产工业》
北大核心
2024年第12期19-25,共7页
以不同的工业木质素为原料对其结构进行表征;并利用碱性硝基苯氧化和还原催化降解方法,探究不同木质素降解制备酚类单体的差异性。结果表明:1)木质素的含量存在较大差异,有机酸木质素A样品中木质素含量最高(96.5 wt%),而有机酸木质素B...
以不同的工业木质素为原料对其结构进行表征;并利用碱性硝基苯氧化和还原催化降解方法,探究不同木质素降解制备酚类单体的差异性。结果表明:1)木质素的含量存在较大差异,有机酸木质素A样品中木质素含量最高(96.5 wt%),而有机酸木质素B样品中木质素含量最低(48.7 wt%);2)木质素结构破坏程度不一致,主要体现在碱木质素和有机酸木质素A样品中可清晰地检测到β-O-4 (A)结构的信号峰,而在木质素磺酸钠和有机酸木质素B样品中观测不到相关信号峰;3)木质素分子量相差不大,基本分布在1 997~2 301 g/mol;4)木质素还原催化降解制备酚类单体产率分别为47.5 mg/g(木质素磺酸钠)、27.3 mg/g(碱木质素)、49.3 mg/g(有机酸木质素A)和26.9 mg/g(有机酸木质素B),均优于碱性硝基苯氧化的结果。由此可知,来源不同的木质素,其纯度(木质素含量)和结构特点存在明显差异,导致其催化降解制备酚类单体的产率低于天然木质素。研究结果可为木质素的高值化利用提供理论依据。
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关键词
工业
木质素
结构表征
碱性硝基苯氧化
还原催化降解
酚
类
单体
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职称材料
题名
中国东北干旱-半干旱地区湖泊沉积物木质素酚类化合物特征及其气候指示意义
被引量:
2
1
作者
尚文郁
孙青
谢曼曼
战楠
机构
自然资源部生态地球化学重点实验室
出处
《岩矿测试》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第2期346-360,共15页
基金
国家自然科学基金青年基金项目“基于红外光谱的金川泥炭中有机碳、腐殖酸、木质素等古气候替代指标快速分析方法及在古气候研究中的应用”(41402325)
国家自然科学基金面上项目“末次冰盛期以来中—缅热带玛珥湖古温度重建”(41877301)
中央级科研院所基本业务经费项目“湖泊沉积物中记录区域健康风险评价的生态环境指标ACL的研究”(CSJ-2021-09)。
文摘
木质素广泛分布于维管植物,经分解生成的酚类化合物可示踪有机质来源、评估木质素降解程度,进而用于反演古环境与古气候变化。采用合适的分析方法有效地分解木质素是推断母源植物类型、降解程度的技术基础,常规方法是木质素经碱(或酸)解后,利用气相色谱-质谱法(GC-MS)分析酚类单体化合物,但分解、提取过程复杂、易引入杂质。热裂解技术可在高温下快速分解有机质,裂解产物可通过GC-MS进行在线分析,具有用样量少、有机质提取比例高、重现性好、操作便捷的特点。本文选择地处亚洲夏季风影响区域的边缘的内蒙伊和沙日乌苏湖,采用热裂解GC-MS(Py-GC/MS)技术,对湖泊沉积物进行裂解分析,在对裂解温度(450℃、550℃和650℃)进行了优化的基础上,识别了21种酚类化合物,包括:4-甲基苯酚、2-乙基苯酚等9种烷基酚类(PHs),4-乙基-2-甲氧基苯酚、4-乙烯基-2,6-二甲氧基苯酚等9种烷基酚类(PHs)和12种甲氧基酚类(LGs)。结合沉积岩心样品AMS 14 C年龄的分析结果,6.7 ka以来沉积物中酚类化合物总量、PHs和LGs的变化趋势总体一致,呈现出6.7~4.0ka相对含量较高、4.0ka以来相对含量较低的特征。不同于PHs中邻(o-)-PHs、间(m-)-PHs、对(p-)-PHs的变化趋势与总量一致;但不同取代特征的LGs相对含量变化趋势存在差异,p-LGs在5.4ka前后就出现含量显著下降,3.8ka以来维持较低水平。根据微生物对木质素的“去甲基/去甲氧基”氧化反应途径,对位取代酚类化合物比值(p-PHs/p-LGs)可作为陆生高等植物降解指标,该值越大微生物降解作用越强。将p-PHs/p-LGs指标应用于伊和沙日乌苏沉积物样品结果显示,6.7ka以来p-PHs/p-LGs与正构烷烃单体碳同位素δ^(13) C_(27-33)变化趋势一致(R=-0.77),间接地指示了有效降水变化。即6.7ka以来气候整体转湿,区内陆生高等植物占据优势,充足的水分和有机质为微生物提供了适宜的生存环境和相对稳定的营养来源,降解作用整体呈增强趋势;6.3~5.5ka和4.1~3.6ka期间有效湿度降低,微生物对木质素的降解作用相对减弱。p-PHs/p-LGs指标对应了呼伦贝尔地区湿度变化特征,揭示了干旱-半干旱地区微生物降解与有效湿度变化的相关性,为探讨陆地生态系统对东亚季风北部边缘区气候变化的响应提供科学依据。
关键词
热裂解-气相色谱-质谱法
伊和沙日乌苏湖
木质素酚类单体化合物
微生物降解
古气候
Keywords
pyrolysis-gas chromatography-mass spectrometry(Py-GC/MS)
Yiheshariwusu Lake
lignin-derived phenolic compounds
microbial degradation
paleoclimate
分类号
O657.63 [理学—分析化学]
P512.2 [天文地球—地质学]
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职称材料
题名
载体对钼基催化剂催化解聚硫酸盐木质素制备液体燃料和酚类单体的影响研究
被引量:
3
2
作者
王一双
陈明强
史经经
张进辉
李唱
王君
机构
安徽理工大学化学工程学院
安徽理工大学分析测试中心
出处
《燃料化学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第12期1922-1935,共14页
基金
supported by the Key Research and Development Projects of Anhui Province (202004a06020053)
National Natural Science Foundation of China (51876001, 51906001)
文摘
本文研究了不同载体(黏土(海泡石(SEP)、凹凸棒石(ATP)、蒙脱土(MTM))和氧化物(Al_(2)O_(3)和SiO_(2))及其负载的Mo基催化剂对超临界乙醇体系中催化解聚木质素制备液体燃料和酚类单体的影响。催化剂表征结果证明,不同结构性质的载体会影响Mo基催化剂结构、表面Mo^(5+)含量和酸性位分布。与Al_(2)O_(3)和SiO_(2)相比,黏土基载体具有更多的强酸位,不利于木质素油(LO)的生成,形成更多的固体产物。仅使用载体获得的LO中得到的石油醚溶性产物(PEsp)主要为烷基/烷氧基取代苯酚,而Mo基催化剂中Mo物种(尤其是Mo^(5+))显著提高了LO和PEsp的产量。Mo/SiO_(2)表面Mo^(5+)物种最多,LO产率最高,为85.2%,其中生成的烷基/烷氧基取代苯酚达450.3 mg/glignin。在黏土负载的Mo催化剂中,Mo/SEP的LO产率(82.3%)和PEsp产率(70.8%)较高,所获得取代酚达到398.8 mg/glignin。本研究系统地报道了绿色环保型黏土基材料在木质素转化中的应用,为黏土基材料在生物质转化中的应用提供了关键信息。
关键词
硫酸盐
木质素
催化解聚
木质素
油
钼基催化剂
黏土材料
酚
类
单体
Keywords
kraft lignin
catalytic depolymerization
lignin oil
Mo-based catalysts
clay materials
phenolic monomers
分类号
TK6 [动力工程及工程热物理—生物能]
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职称材料
题名
工业木质素结构表征及催化降解研究
3
作者
麻馨月
机构
吉林农业科技学院
出处
《林产工业》
北大核心
2024年第12期19-25,共7页
基金
国家自然科学基金(32130073)
吉林省科技厅厅项目(20230203152SF)。
文摘
以不同的工业木质素为原料对其结构进行表征;并利用碱性硝基苯氧化和还原催化降解方法,探究不同木质素降解制备酚类单体的差异性。结果表明:1)木质素的含量存在较大差异,有机酸木质素A样品中木质素含量最高(96.5 wt%),而有机酸木质素B样品中木质素含量最低(48.7 wt%);2)木质素结构破坏程度不一致,主要体现在碱木质素和有机酸木质素A样品中可清晰地检测到β-O-4 (A)结构的信号峰,而在木质素磺酸钠和有机酸木质素B样品中观测不到相关信号峰;3)木质素分子量相差不大,基本分布在1 997~2 301 g/mol;4)木质素还原催化降解制备酚类单体产率分别为47.5 mg/g(木质素磺酸钠)、27.3 mg/g(碱木质素)、49.3 mg/g(有机酸木质素A)和26.9 mg/g(有机酸木质素B),均优于碱性硝基苯氧化的结果。由此可知,来源不同的木质素,其纯度(木质素含量)和结构特点存在明显差异,导致其催化降解制备酚类单体的产率低于天然木质素。研究结果可为木质素的高值化利用提供理论依据。
关键词
工业
木质素
结构表征
碱性硝基苯氧化
还原催化降解
酚
类
单体
Keywords
Industrial lignin
Structural characterization
Alkaline nitrobenzene oxidation
Reductive catalytic depolymerization
Phenolic monomers
分类号
TS6 [轻工技术与工程]
TS396 [轻工技术与工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
中国东北干旱-半干旱地区湖泊沉积物木质素酚类化合物特征及其气候指示意义
尚文郁
孙青
谢曼曼
战楠
《岩矿测试》
CAS
CSCD
北大核心
2023
2
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职称材料
2
载体对钼基催化剂催化解聚硫酸盐木质素制备液体燃料和酚类单体的影响研究
王一双
陈明强
史经经
张进辉
李唱
王君
《燃料化学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021
3
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职称材料
3
工业木质素结构表征及催化降解研究
麻馨月
《林产工业》
北大核心
2024
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