在过去的几十年里,由于化石能源的日益枯竭以及人类对能源需求的增加,可再生能源受到人们的重视。生物质就是一种洁净可再生能源,由于其自身氮、硫含量少,所以生物质在利用过程中所释放的SO2和NOx要比通常的化石能源要少得多。同时,生物质生长过程中光合作用所吸收的二氧化碳的量和利用过程中所释放的二氧化碳的量差不多是相当的,故生物质的利用也被称为二氧化碳零排放。从19世纪70中期年代石油危机开始,围绕生物质转化为液体燃料和化学品的研究从未停止。作为生物质热解产物,生物油在生产化学品方面具有很大的应用潜力,此外它也可以看作是具有前途的液体燃料。生物油的性质与汽油燃料油很大的不同,这也使得生物油的处理和应用出现很多的问题。1.无机盐及盐溶液有效分离生物油的研究生物油要想作为一种生产化学品的资源,必须发展有效的分离方法,以生成极性类似的组分并且使不稳定组分聚集。相分离是一种有效的实现生物油初步分离的方法,通过加入少量无机盐(生物油质量的6%)或者盐溶液(生物油质量的10%),生物油可以较快形成两相(其中上层占40–80 wt%,下层占20–60 wt%),这些盐包括氯化锂、氯化钙、氯化铁、硫酸铵、碳酸钾和硝酸铁。根据元素分析、定量碳谱和GC/MS分析,我们证实了生物油中的一些主要组分分别富集于上、下两层。上层具有高含量的水、乙酸和水溶性化合物,并且表现出低的密度、粘度以及热值,此外,上层的可蒸馏组分的含量很高,达到65%。下层的性质刚好和上层相反,具有低含量的水和高含量的木质素热解产物,表现出高的粘度和热值,同时可蒸馏组分很少,只有不到10%的含量。上、下层的比例取决于所加盐的类型以及其用量。2.利用碳酸二甲酯和离子液体对酚类O-甲基化的研究酚类O-甲基化是一种重要的有机反应,其产物芳基甲基醚是精细化工里有用的中间体,因此这种反应被人们所广泛研究。由于酚类是引起生物油不稳定的重要原因,故而对酚类O-甲基化有利于生物油的稳定。我们以碳酸二甲酯(DMC)为甲基化试剂,在离子液体1-丁基-3-甲基氯化咪唑([bmim]Cl)存在下,对木质素热解的三种酚(苯酚、愈创木酚和丁香酚)进行了O-甲基化反应,同时优化了反应条件。由于生物油通常含有大量的水和乙酸,我们也研究了它们对苯酚O-甲基化反应的影响。碳酸二甲酯的水解反应以及乙酸-碳酸二甲酯的酯化反应都能和苯酚O-甲基化反应竞争,并且乙酸对反应的影响要更大些。最后,我们对反应机理做了探讨,它可以用软硬酸碱理论来解释。3.利用酚类O-甲基化精制生物油的研究生物油由400多种有机化合物组成,主要包括羧酸、醇类、醛类、酯类、酮类、糖类、酚类和一些具有多官能团的化合物。生物油原油由于复杂的组成而表现出一些不需要的性质,例如高氧含量(35–40%)、低热值、腐蚀性、粘度大、低挥发性、高酸性以及热不稳定性,这些性质给生物油的利用造成困难,生物油要想成为车用油,必须改善这些性质。我们采用以碳酸二甲酯为甲基化试剂,离子液体催化的O-甲基化反应,对氯化锂溶液分离生物油所得下层进行精制。在反应过程中,酚全部转化为相应的芳基甲基醚,同时乙酸和其他羧酸转化为乙酸甲酯和其它相应甲基酯。这些数据都表明我们所采用的方法是一种潜在的精制生物油的方法。