Page 121 - 《精细化工》2023年第1期

第 1 期 李 锋，等: 乳酸类低共熔溶剂分离油茶果壳木质素及其特性分析 ·113·

了 Bet/LA 和 TEBAC/LA 木质素的相对分子质量和 由图 3 可知，两种木质素 FTIR 谱图相似度较高，
分布均匀性，样品的数均相对分子质量（M n ）、重 表明它们的化学结构和官能团组成较相似，由于官能
均相对分子质量（M w）和分散指数（PDI）如表 2 所 团数量存在差异，导致特征吸收峰的透过率差别较大。
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示。由表 2 可知，根据 C、H、O 元素质量分数和相 为比较不同木质素官能团的相对含量，以 1513 cm 处
对原子质量的比值，计算出 Bet/LA 和 TEBAC/LA 的吸收峰（木质素的特征吸收峰，归属于芳香族苯
环骨架振动）作为参比 [23] 。两种木质素均在 3420~
木质素的 C9 结构单元的分子式分别为 C 9 H 8.483 O 4.357
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[25-26] 。TEBAC/LA 木质素结构中的 C 3370、2925 和 2850 cm 附近存在吸收峰，表明木质
和 C 9 H 8.338 O 4.157
元素质量分数相对较高，因此其杜隆热值偏高。 素结构中存在羟基、甲基、亚甲基和甲氧基。木质素
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中代表羟基特征峰（3420~3400 cm ）与木质素特征
表 2 油茶果壳木质素元素组成和相对分子质量 峰（1513 cm 处的吸收峰）的透过率（I 3420~3400 /I 1513 ）
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Table 2 Elemental composition and relative molecular mass
of lignin from Camellia oleifera shell 比值，可以反映羟基在木质素结构中的相对含量。
经计算， Bet/LA 和 TEBAC/LA 木质素的
木质素种类
项目
Bet/LA TEBAC/LA I 3420~3400 /I 1513 比值分别为 0.89 和 0.88，Bet/LA 木质
元素质量分数/% C 56.78 57.11 素的较高，表明其羟基相对含量高于 TEBAC/LA 木
H 4.46 4.41 质素。
O 36.65 35.17
N 1.15 1.23
S 0.07 0.026
C 9 经验分子式 C nH mO x C 9H 8.483O 4.357 C 9H 8.338O 4.157
杜隆热值/(kJ/g) 19.036 19.339
不饱和度/Ω 5.76 5.83
相对分子质量 M n 4262 10363
M w 14488 44973
PDI 3.39 4.33
注：杜隆热值和不饱和度根据文献[20]中描述公式进行计算。

两种 DES 分离木质素相对分子质量存在较大差
异，TEBAC/LA 木质素的 M w 为 44973，可能是木质 图 3 不同 DES 提取的油茶果壳木质素的 FTIR 谱图
Fig. 3 FTIR spectra of lignin from Camellia oleifera shell
素结构中保留了大量的芳醚键（β–O–4），致使其相
extracted with different DES
对分子质量较高。然而，Bet/LA 木质素的 M w 相对
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较小，为 14488，这是由于 DES 可以解聚木质素大 两种木质素在 1710 cm 处存在吸收峰归属于
分子结构中的芳醚键等化学键 [27-28] ，使其降解为小分 非共轭的酮、羰基或酯基的 C==O 键的伸缩振动，
子物质溶出。此外，与 TEBAC/LA 木质素相比， 表明 DES 提取木质素过程中破坏了部分苯环结构并
Bet/LA 木质素的 PDI 较小，为 3.39，表明此木质素 生成醌型结构 [23] 。两种木质素均在 1608、1513、
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结构的均一性较好；在木质素高值化精炼过程中， 1422、1215 和 1046 cm 处存在较强的吸收峰（为
低 PDI 的木质素具有更好的生物化学稳定性。已报 苯环骨架特征峰），这是木质素结构的特征峰，说明木
道的利用不同类型 DES 分离的木质素相对分子质量 质素提取过程中苯环骨架结构保留完好。在 1372 cm –1
一般在 1000~5000 范围内，利用酶法分离的酶解木 处吸收峰归属于脂肪族的甲基基团中的 C—H 键和
质素相对分子质量较大（M w 为 16733），且能够保 酚羟基中的 O—H 键的伸缩振动。此外，在 1325 和
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留木质素结构中较大部分的芳醚键（β–O–4 含量为 1125 cm 附近存在吸收峰归属于紫丁香基单元结构
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[8]
69.2%，以 100 个芳环为基准，下同） 。然而，本 （S 型），1260 cm 处吸收峰为愈创木酚基环（G 型）
研究利用两种乳酸类 DES 提取油茶果壳木质素的相 和 C==O 键的伸缩振动，表明油茶果壳木质素属于
对分子质量偏高，说明此类 DES 能够较好完整地保 典型的 G-S 型木质素。不同油茶果壳木质素 G/S 相
留木质素结构中的芳醚键。木质素具有较高相对分 对含量可以通过 I 1260 /I 1325 比值的大小来反映。
子质量，可进一步拓宽其应用范围，如电化学材料 Bet/LA 和 TEBAC/LA 木质素中 G/S 相对含量分别
和生物医学材料领域。 为 0.81 和 0.89，说明 TEBAC/LA 木质素中愈创木酚
2.4 油茶果壳木质素的 FTIR 分析 基结构的相对含量多于紫丁香基结构 [32] 。
图3为Bet/LA和TEBAC/LA木质素的FTIR谱图， 综上所述，两种乳酸类 DES 分离得到的油茶果
参照文献[29-31]总结木质素 FTIR 谱图吸收峰的归属。 壳木质素主要由愈创木酚基和紫丁香基单元结构组