生物质基固体酸催化剂的制备及其催化糖转化性能的研究

采用松果壳、花生壳、核桃壳及玉米秸秆等自然生物质为原料,通过不完全碳化-浓硫酸磺化两步制备生物质基固体酸催化剂,并将其用于油浴加热及微波条件下催化单糖转化为呋喃平台化合物实验中,两种加热方式下(150℃油浴8h,160℃微波辅助10 min),获得的糠醛及5-羟甲基糠醛的收率作为其催化性能的评价指标.果糖转化实验中显示四种催化剂获得5-羟甲基糠醛的能力无明显差异,5-羟甲基糠醛收率均在70％左右.催化木糖及葡萄糖的活性均表现为核桃壳SC＞松果壳SC＞玉米秸秆SC＞花生壳SC,其中核桃壳SC催化木糖制备糠醛收率可达55.38％,催化葡萄糖制备5-羟甲基糠醛收率可达23.31％.     

5-羟甲基糠醛与乙酰丙酸制备生物基化学品的研究进展

综述了生物质基平台分子5-羟甲基糠醛及乙酰丙酸转化制备多种化学品的研究进展,主要包括5-羟甲基糠醛转化为2,5-呋喃二甲酸、2,5-呋喃二甲醛、2,5-二甲基呋喃的过程以及乙酰丙酸转化为酯类、酸类、吡咯烷酮及双酚酸。简要介绍了这几种生物基化学品的用途、生产工艺以及其中存在的问题,旨在为发展从生物质平台分子制备生物基化学品的工业生产提供指导意义。     

葡萄糖制备5-羟甲基糠醛工艺研究

为实现5-羟甲基糠醛绿色化、低成本制备,以可再生资源葡萄糖为原料,固体酸为催化剂,在水-γ-戊内酯双相介质中经酸化水解制备出5-羟甲基糠醛。考察了反应温度、反应时间、催化剂用量、葡萄糖用量对5-羟甲基糠醛收率的影响。结果表明,最佳工艺条件:反应温度190℃,反应时间43 min,催化剂用量0. 3 g,葡萄糖用量0. 15 g,在此条件下,5-羟甲基糠醛的收率44. 7%。     

糖类脱水生成5-羟甲基糠醛的研究进展

概括了利用生物质资源制备5-羟甲基糠醛的理论依据和现实意义;综述了5-羟甲基糠醛的制备方法及研究进展,重点讨论了制备过程中所用催化剂的发展。     

绿色溶剂γ-戊内酯中果糖催化转化为5-羟甲基糠醛

通过生物质衍生糖的酸催化转化制备生物质基平台化合物5-羟甲基糠醛受到关注。常用又有效的溶剂包括离子液体和二甲基亚砜等,但这些溶剂黏度高,易造成空气污染。以γ-戊内酯作为溶剂,研究果糖催化转化为5-羟甲基糠醛的绿色过程,系统研究酸催化剂种类、反应温度、催化剂用量、果糖初始浓度及底物种类等对5-羟甲基糠醛产率的影响。通过反应条件的优化,以HCl溶液为催化剂,在果糖初始质量浓度2%、反应温度100℃和反应时间30 min条件下,5-羟甲基糠醛产率为93.5%。5-羟甲基糠醛产率随果糖初始添加量的增加而呈下降趋势,但果糖初始质量浓度为10%时,5-羟甲基糠醛产率仍保持约90%,表明γ-戊内酯是一种将果糖催化转化为5-羟甲基糠醛的优良绿色溶剂。     

碳水化合物制备5-羟甲基糠醛研究进展

5-羟甲基糠醛(5-HMF)是一种基于生物质的重要平台小分子,综述了近几年从葡萄糖或者纤维素等制备5-HMF的方法及研究进展,阐述了5-HMF制备收率的影响因素。最后展望了固体酸催化葡萄糖或者纤维素制备5-HMF的发展趋势。     

糠醛和5-羟甲基糠醛双键加氢催化剂及催化作用研究进展

生物质基平台化合物糠醛和5-羟甲基糠醛来源广泛,可从绿色植物中提取得到。糠醛和5-羟甲基糠醛双键加氢制备四氢糠醇和2,5-二羟甲基四氢呋喃具有重要的研究价值。文章综述了近年来糠醛和5-羟甲基糠醛双键加氢反应的研究成果,重点阐述了反应机理的研究进展,讨论了不同催化体系(单金属、合金)对糠醛和5-羟甲基糠醛双键加氢的催化作用,并对后续催化剂的研究方向和应用前景作了展望。     

酶解木质素吸附脱除糠醛和5-羟甲基糠醛等发酵抑制物的研究

木质纤维素通过酶解发酵转变成燃料乙醇的过程中,酸法预处理法具有成本低、可发酵糖得率高等优点,但其预处理液中不仅含有糖份,还含有糠醛（Furfural）和5-羟甲基糠醛（5-HMF）等发酵抑制物。将木质纤维素燃料乙醇过程残留的酶解木质素（EHL）用作吸附剂,系统研究了吸附时间、固液比、pH等因素对糠醛和5-羟甲基糠醛在酶解木质素上吸附的影响规律,测定吸附等温线,并对其吸附热力学进行分析,最后研究了酶解木质素对两种酸法预处理液中的糠醛和5-羟甲基糠醛的吸附脱除效果。结果发现酶解木质素对糠醛和5-羟甲基糠醛都具有较好的吸附脱除能力;吸附过程均符合Freundlich模型,为放热过程;对糠醛吸附能力强于对5-羟甲基糠醛的吸附。结果表明,将酶解木质素用于吸附脱除酸法预处理液中的糠醛和5-羟甲基糠醛是可行的。     

酶解木质素吸附脱除糠醛和5-羟甲基糠醛等发酵抑制物

木质纤维素通过酶解发酵转变成燃料乙醇的过程中,酸法预处理法具有成本低、可发酵糖得率高等优点,但其预处理液中不仅含有糖分,还含有糠醛(Furfural)和5-羟甲基糠醛(5-HMF)等发酵抑制物。将木质纤维素燃料乙醇过程残留的酶解木质素(EHL)用作吸附剂,系统研究了吸附时间、固液比、pH等因素对糠醛和5-羟甲基糠醛在酶解木质素上吸附的影响规律,测定吸附等温线,并对其吸附热力学进行分析,最后研究了酶解木质素对两种酸法预处理液中的糠醛和5-羟甲基糠醛的吸附脱除效果。结果发现,酶解木质素对糠醛和5-羟甲基糠醛都具有较好的吸附脱除能力;吸附过程均符合Freundlich模型,为放热过程;对糠醛吸附能力强于对5-羟甲基糠醛的吸附。结果表明,将酶解木质素用于吸附脱除酸法预处理液中的糠醛和5-羟甲基糠醛是可行的。     

合成5-羟甲基糠醛分析方法的研究

5-羟甲基糠醛(5-HMF)是源自生物质的一种用途广泛的平台化合物,采用液相色谱法分析制备5-羟甲基糠醛反应体系中各组分,分别采用紫外检测器和示差检测器测定5-HMF和果糖的含量,实验结果表明,此分析方法具有快速、准确的特点。将此分析方法应用于分析制备5-羟甲基糠醛的混合物,可以准确得到反应的转化率、产率和选择性,为研究合成5-羟甲基糠醛的反应过程奠定了基础。