發(fā)布時間：2020-12-09 13:35

　　近年來,以木質(zhì)纖維素類生物質(zhì)為原料制備平臺化合物乙酰丙酸受到了極大的關(guān)注,本文對糠醛殘渣原料在高溫、催化劑條件下催化水解生成乙酰丙酸的過程進(jìn)行了研究,以提高乙酰丙酸的產(chǎn)率,達(dá)到高效利用生物質(zhì)原料的目的。木質(zhì)纖維素類生物質(zhì)主要由纖維素、半纖維素和木質(zhì)素組成,其中纖維素組分水解生成乙酰丙酸,通過預(yù)處理過程能夠降低木質(zhì)素含量并破壞纖維素的晶體結(jié)構(gòu),從而促進(jìn)水解過程。本文使用離子液體1-丁基-3-甲基咪唑氯鹽（[BMIM][C1]）可以有效溶解纖維素,打破半纖維素和纖維素復(fù)雜纏繞的狀態(tài),從而使結(jié)晶度從28.49%降低到3.32%,有助于進(jìn)一步的水解。繼續(xù)探究了反應(yīng)溫度、時間、硫酸濃度以及FeCl₃·6H₂O用量對乙酰丙酸產(chǎn)率的影響,結(jié)果顯示硫酸濃度為2wt%、FeCl₃·6H₂O用量為3%、溫度為200℃時停留時間為30min的條件下達(dá)到乙酰丙酸最佳產(chǎn)率為62.46%。為了提高乙酰丙酸的產(chǎn)率及選擇性,探究了在Bronsted酸條件下的反應(yīng)溫度、酸濃度以及液固比的影響,在溫度200℃、酸濃度3%、液固比為6:... 

【文章來源】：華東理工大學(xué)上海市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．２木質(zhì)纖維素預(yù)處理原理圖??．．

華東理工大學(xué)碩士學(xué)位論文?第１３頁??縮合和加成反應(yīng)的原料［８（）］。??１．４．３乙酰丙酸的合成途徑??通常用來制備乙酰丙酸的原料，為生物質(zhì)及生物質(zhì)水解產(chǎn)物如單糖類葡萄糖、蔗糖、??淀粉類多糖以及纖維素等。通用的制備路線如下：??生物質(zhì)」纖維素」蔔萄糖＊＾＾５－羥甲基糠醛——？乙酰丙酸＾??目前乙酰丙酸的合成技術(shù)主要有兩種，分別為糠醇水解法和生物質(zhì)直接水解法。糠醇??水解法是在酸的條件下，催化原料糠醇，并經(jīng)過水解、開環(huán)、重排一系列的反應(yīng)生成乙酰??丙酸。生物質(zhì)直接水解法，是使用酸催化生物質(zhì)原料，繼續(xù)進(jìn)行加熱水解而主要生成單糖??（葡萄糖），在催化劑存在下首先異構(gòu)化為果糖，進(jìn)一步脫水生成５－羥甲基糠醛，再繼續(xù)??與水結(jié)合生成乙酰丙酸與甲酸［８１］。??／?ｏｈ?Ｐ婦麵麵猶?棚

使用離子液體１－丁基－３－甲基咪唑氯鹽（［ＢＭＩＭ］［Ｃ１］）對糠醛殘渣進(jìn)行預(yù)處理，將１５ｇ??的糠醛殘渣和１５０ｇ離子液體加入到三口燒瓶中，油浴鍋加熱到１２ＣＴＣ的溫度下預(yù)處理１２ｈ，??通過加入去離子水對纖維素進(jìn)行再生。實驗裝置如圖２．１所示。加入去離子水，使用砂芯??漏斗將離子液體和經(jīng)過預(yù)處理后的糠醛殘渣分開，多次加入去離子水沖洗，將原料中的離??子液體沖洗干凈后分離出得到的糠醛殘渣，作為進(jìn)一步水解的原料，在烘箱內(nèi)烘干以備后??續(xù)使用。??２??４?—??１．蛇形冷凝管回流裝置；２．?dāng)嚢杵�；３．三口燒瓶；４．恒溫油浴�??圖２．１原料預(yù)處理的反??Ｆｉｇ．２．１?Ｔｈｅ?ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ?ａｐｐａｒａｔｕｓ?ｆｏｒ?ｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔ?ｏｆ?ｆｕｒｆｕｒａｌ?ｒｅｓｉｄｕｅ??２．４．２離子液體的回收??離子液體有著較好的熱穩(wěn)定性，在預(yù)處理木質(zhì)纖維素過程中所達(dá)到的溫度并不會破壞??離子液體性質(zhì)，這為離子液體的可回收創(chuàng)造了條件。由于離子液體預(yù)處理木質(zhì)纖維素的過??程僅僅是其陰離子和陽離子與纖維素分子中或分子之間的氫鍵相互作用，未存在化學(xué)變化，??因此當(dāng)在離子液體和纖維素的混合液中加入反溶劑時就會取代離子液體與纖維素分子之??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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[2]纖維素在近臨界水中催化水解反應(yīng)及動力學(xué)研究[D]. 馬艷華.上海大學(xué) 2010

碩士論文
[1]混酸催化六元糖降解制備乙酰丙酸過程協(xié)同作用機(jī)制[D]. 楊帆.浙江大學(xué) 2014
[2]生物質(zhì)平臺化合物乙酰丙酸的制備與應(yīng)用研究[D]. 周帥.北京林業(yè)大學(xué) 2013



本文編號：2906944