光催化提高黑荆树单宁与甲醛反应能力研究

为提高黑荆树单宁与甲醛反应能力,以纳米TiO2为催化剂对黑荆树单宁进行紫外光催化降解。以降解物的甲醛结合量为指标,分析催化剂用量对黑荆树单宁降解产物甲醛反应能力的影响。采用基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)测定黑荆树单宁和具有最大甲醛结合量黑荆树单宁降解产物的分子量和聚合度。采用傅里叶转换红外光谱(FT-IR)对黑荆树单宁及具有最大甲醛结合量黑荆树单宁降解产物的官能团进行表征。结果表明,催化剂用量对降解物甲醛结合量的影响较大,当紫外光功率为400 W、溶液初始质量浓度为60 g/L、反应温度为(35±5)℃、纳米TiO2添加量为4%(质量分数,以黑荆树单宁质量计)、降解时间为10 h时,降解物的甲醛结合量达到最大值(1.13 g/g),超过了苯酚和间苯二酚的甲醛结合量(0.89 g/g和0.94 g/g),有替代苯酚和间苯二酚与甲醛反应制备木材用胶黏剂的潜能。MALDI-TOF MS分析表明,黑荆树单宁的聚合度和分子量均有明显地下降趋势,降解物分子量分布集中于低分子量部分。FT-IR分析表明,单宁结构中连接棓酰基的醚键、棓儿茶素的苯环骨架、芳醚键、单元间C—C连接键均被破坏。以上结果表明,可通过紫外光催化降解调控黑荆树单宁的化学组成并降低其聚合度和分子量,获得的降解物具有良好的甲醛反应能力。

国家自然科学基金(31470590);

黑荆树单宁; 光催化; 降解; 甲醛; 纳米二氧化钛;

10.13360/j.issn.2096-1359.201903011

O643.36;O644.1;TQ433

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