超低酸催化纤维素醇解制备乙酰丙酸乙酯

乙酰丙酸乙酯（EL）是极具潜力的生物质燃料和添加剂,利用产量丰富的生物质生产EL有利于EL的产业化、大规模化生产。文章利用超低浓度硫酸催化纤维素制备EL,研究了硫酸用量、反应时间、反应温度和底物浓度对EL产率的影响,并利用响应面Box-Behnken模型研究各因素对EL产率的影响。优化EL制取工艺,得到了超低浓度硫酸催化纤维素制取EL的最优工艺条件：硫酸用量为0.5%,反应温度为204℃,反应时间为240 min,底物浓度为29 g/L,EL实际平均产率为66.70%,与理论预测值相对误差为3.25%。利用GC-MS分析了不同反应时间下超低浓度硫酸催化纤维素的醇解产物分布,提出了可能的反应路径。研究结果可为纤维素生物质醇解转化提供借鉴和参考。     

均相酸催化纤维素水热转化制备乙酰丙酸研究

乙酰丙酸的分子结构具有羧基、羰基等官能团,具有高反应活性,可转化为生物液体燃料及各种高值化学品,是一种重要的平台化合物。使用稀硫酸和马来酸等均相催化剂,在水相中催化微晶纤维素水热转化制备乙酰丙酸,研究反应参数对糖分子及其衍生物总产率、乙酰丙酸得率的影响。结果发现,在常压、180℃、90 min、5%硫酸浓度条件下,糖分子及其衍生物总产率达81.23%。当反应温度升高至190℃时,糖分子及其衍生物总产率降低,乙酰丙酸得率、选择性分别为73.64%、92.12%。研究结果可为纤维素水热转化制备乙酰丙酸提供参考。     

固体超强酸催化微晶纤维素水解制备乙酰丙酸

乙酰丙酸是一种重要的平台化合物,其应用十分广泛。研究发现,多种固体酸可以催化微晶纤维素合成乙酰丙酸,其中固体超强酸SO42-/Ti O2催化效果最佳,通过BET比表面积,XRD,NH3-TPD和元素分析等手段对催化剂性质进行了表征。该研究以SO42-/Ti O2为催化剂,考察了反应时间、反应温度、催化剂用量对乙酰丙酸收率的影响,并使用GC对反应产物进行了分析。在反应温度为210℃,反应时间为1h,SO42-/Ti O2催化剂的用量为纤维素质量的2.5%时,乙酰丙酸的收率为68.5%。     

固体酸催化木质素水相降解的试验研究

对水相环境中,多种固体酸催化剂作用下木质素水相降解生成酚类化学品的反应进行研究,发现在不同固体酸催化剂作用下,木质素转化率为39%~55%,油相产物选择性81.0%~90.6%,单酚类产物选择性为11.6%~25.4%。其中,AC-S催化剂具有较高的油相产物和单酚类产物选择性,条件优化后,其单酚类产物质量收率可达15.7%。通过对多种固体酸催化剂作用下水相降解产物的变化,催化剂表征和反应木质素残渣的FTIR表征,发现具有大比表面积和强酸量的催化剂有利于木质素的转化,而适当的酸性则更有利于获得单酚类产物。     

纤维素乙醇木聚糖酶的固体发酵工艺研究

该研究立足于河南天冠企业集团纤维素乙醇项目,以酶解糖化工艺对木聚糖酶的需求为出发点,利用黑曲霉X06作为产酶菌株,采用固体发酵工艺,通过正交设计试验,优化了培养基配方和发酵控制工艺,最优方案:麸皮∶玉米芯=6∶4、硝酸铵4%、尿素1%、磷酸二氢钾0.4%、硫酸镁0.2%、初始含水量65%、初始pH=4.0、温度28℃、环境相对湿度70%、72 h酶活达到10 096.74 IU/g。这一方案在生产中得到进一步放大和优化,所生产的固体木聚糖酶应用在秸秆酶解工艺中,酶解液中木糖含量提高了66.9%。     

纤维素稀酸水解的试验研究

阐述了生物质水解的研究背景和发展现状，并在间歇反应器上，对极低浓度酸条件下纤维素的水解进行了研究。以浓度小于0．1％的H2SO4为催化剂，在215℃条件下，得到了较高的还原糖产率和纤维素转化率对于不同停留时间对反应的影响进行了研究，得出不同酸浓度下获取还原糖的最佳停留时间、利用水解生成的糖可通过后续发酵制取燃料酒精等液体燃料，有利于缓解能源危机和环境压力。     

超低马来酸水解纤维素的试验研究

以定量滤纸为纤维素模化物,在3种超低酸浓度和4种温度下进行了马来酸水解的多点取样实验,以还原糖收率为指标得到较佳工况,并进一步通过间歇实验确定酸浓度0.1%、液固比20:1、温度220℃、压力4MPa、搅拌速率500r/min、反应时间55min为较优工况,可得到还原糖收率、还原糖转化率和原料转化率分别为32%、66%和48%。硫酸水解的较佳工况比较,发现马来酸存在下还原糖降解较弱,糠醛类的相对含量比硫酸存在时减少24.57%(48.22%:72.79%)。马来酸水解纤维素产糖多为聚糖;残渣依然具有纤维素特性,但结晶度较原料降低17%,对后续的酶解及发酵有利。     

固体酸催化制备橡胶籽油基环氧脂肪酸甲酯增塑剂

以橡胶籽油为原料,采用自制的S_2O_8~(2-)/ZrO_2型固体酸催化剂制备环氧脂肪酸甲酯,产物环氧值可达4.55%,优于对甲苯磺酸和阳离子交换树脂催化剂。环氧化反应的较优工艺参数为:催化剂用量为3%,n(甲酯):n(CH_2OH):n(H_2O_2)=1:2.17:3.52,50℃滴加H_2O_2,2 h内滴完,继续60℃保温反应3 h。按相同配方制备对苯二甲酸二辛酯/PVC和环氧脂肪酸甲酯/PVC样品,比较两种增塑体系的热性能。DSC及TG测试表明,环氧脂肪酸甲酯可使样品的玻璃化转变温度降至4.49℃,降幅为对苯二甲酸二辛酯的近4倍,并具有较好的耐热稳定性。     

响应面法优化微波辅助固体酸催化合成生物柴油

制备了固体酸催化剂H2SO4/C,在微波外场辅助下催化蓖麻油与甲醇合成生物柴油(脂肪酸甲酯),结果显示,微波加热可有效地促进反应的进行。采用单因素法研究了微波加热下,反应温度、醇油物质的量比及反应时间对反应的影响,在此基础上采用响应面法对工艺条件进行优化,优化结果:反应温度为60.98℃,醇油物质的量比为25.39,反应时间为1.55 h时,甲酯收率达到81.76%。     

有机钙盐预处理纤维素的热解试验研究

摘要：在管式炉上进行了预处理纤维素（CaFA纤维素）的热解实验,研究了预处理对纤维素热解特性的影响。样品红外压片分析显示预处理影响了纤维素组成单元吡喃环的稳定性,且CaFA纤维素出现了明显的羧酸根官能团振动。热解实验表明：预处理使得纤维素的半焦和气体产率增加,生物油产率下降。CaFA纤维素最大生物油产率为0.496(g/g),相比未处理纤维素最大生物油产率降低19.1%。CaFA纤维素的气体产物中,CO含量减少,而CO2、CH4和H2含量增加,一定程度上提高了热解气相产物中的氧含量。GC-MS分析表明预处理对纤维素生物油组分具有明显的选择性,CaFA纤维素生物油中,大分子糖类及其衍生物的相对含量显著减少,而小分子酮类物质明显增加。     

纤维素热裂解试验研究及分析

利用自行设计的固定床热裂解试验系统,在不同压力条件下,研究了纤维素的热解行为,在常压下分别考察热解温度、N2流量对热解产物的影响。研究结果表明,热解温度为450℃时,可得到较高收率的液体产物,并且液体产物的收率随着N2流量的增加而降低。当压力降低时,在450℃热解温度下液体产物的收率最高,为58.6%,比常压热解提高12.3%,生物油中水分含量随着热解温度的升高而升高。试验对在不同真空度下热解得到的液体产物进行了元素分析。     

磁性固体酸催化剂可用于纤维素水解

中国合肥科学技术大学研究人员于2010年12月24日宣布,开发磁性固体酸催化剂可用于纤维素水解,以生成可用于生产生物燃料的葡萄糖,这一研究成果已发表在《ChemSusChem》杂志上。     

关于固体粒子冲刷磨损的试验研究

一、前言 在很多机械设备中,因气流中携带固体粒子而产生对机械设备表面的冲刷,导致机械设备另部件表面材料的磨损,引起机械设备强度衰减、效率降低,甚至缩短使用寿命等现象,已受到国内外有关专家的高度重视。因此,无论对于锅炉设备还是对于其它工业设备,均需研究气流携带固体粒子的冲刷磨损这一急待解决的问题。 对于气—固两相流冲刷磨损问题,国外于40年代就开始作为一个专题进行研究,并进行了大量的试验研究,试图在此基础上,探索磨损过程中的一些基本规律。与此同时,在理论研究方面也取得了可喜的进展。目前,国外有关这方面的研究工作仍在继续进行。     

生物质酸催化两步水解反应的研究

以松木木屑为原料,在自行设计的连续水解反应装置中进行稀硫酸催化连续水解的研究。通过正交试验法对木屑水解的反应条件进行优化,得到分别以木糖和葡萄糖为目标产物的较优工艺条件;以正交试验得到的工艺条件为基础,对木屑两步水解反应进行单因素分析,得到的最佳工艺分别为:反应温度170℃,反应时间5min,酸浓度1%,液固比7和反应温度190℃,反应时间7min,酸浓度3%,液固比9;通过分析半纤维素和纤维素的水解情况,探讨半纤维素水解对纤维素水解的促进作用机理。     

挥发份燃烧生成NO的试验研究

对铜川贫煤进行了挥发份析出和燃烧试验。通过测取和分析挥发份燃烧后烟气中NO，对铜川贫煤挥发份中氮的赋存及迁移规律进行了探索和研究，研究表明，铜川煤的挥发份中氮的赋存形态至少为2种，随着挥发份燃烧温度的升高，NO浓度峰值的出现时间的向前移动，挥发份燃烧温度上升到1673K以后，虽然有利于热力型NO的生成，但对燃料型NO的形成有一定的抑制作用，研究结果为进一步完善煤燃烧理论，有效控制煤燃烧过程中氮氧化物的生成提供了必要的理论基础。     

响应面法优化生物质基磁性固体酸催化玉米秸秆直接水解制备糠醛的研究

以获取玉米秸秆水解制备糠醛的最佳工艺条件为目的,研究在有机溶剂甲苯的存在下,以生物质基磁性固体酸作为催化剂,玉米秸秆为原料,利用Design-Expert.V8.0.6.1中的Response Surface模块设计4因素(萃取剂用量、催化剂用量、水解温度、水解时间)3水平的Box-Behnken试验,通过分光光度法测定水解液中糠醛得率,确定生物质基磁性固体酸催化玉米秸秆直接水解制备糠醛的最佳工艺条件。结果表明,通过Box-Behnken试验数据建立的二次多项式数学模型的P=0.00030.01,失拟项P=0.0010.01,达到极显著水平,校正决定系数R~2=0.9922,预测值与实验值具有很好的拟合度。通过二次回归模型得到生物质基磁性固体酸催化玉米秸秆直接水解制备糠醛的最佳工艺条件为:萃取剂用量25 mL,催化剂用量2.5 g(以1 g生物质原料为标准),水解温度158.8℃,水解时间4.1 h。在该条件下直接水解玉米秸秆所得糠醛得率为5.07%,预测值为5.08%,两者相差0.01%,模型拟合度好,重复性好;说明用此方法直接水解玉米秸秆制备糠醛是可行的。     

CaO伴随纤维素快速热裂解的落体试验研究

采用自由落体-辐射加热的试验方法,对CaO伴随生物质快速热裂解制油的脱氧效果进行了研究.利用气相色谱/质谱联用仪(GC-MS)对油样进行分析,结果表明:纤维素一次裂解的主要产物是左旋葡聚糖(LG);纯纤维素以及33%和56%CaO伴随纤维素裂解油中LG的质量百分含量分别为59.1%、35.8%和25.1%;LG作为热解油中含氧量最高的成分,其质量百分含量随CaO的加入急剧下降,说明CaO的加入可降低热解油的含氧量.计算结果表明:33%和56%CaO伴随纤维素热裂解时,可分别降低油品含氧量约10%和12.5%,说明CaO可直接固定纤维素热裂解平行反应中CO2或类似中间基团,形成有利于葡萄糖单体分裂、重整路线进行的"化学汇"结果.     

固体吸附制冷循环节流特性的试验研究

从制冷循环的角度分析了吸附式制冷的特点,对间歇运行的吸附式空调的节流特性进行了试验研究。研究表明,间歇式吸附制冷的节流特性随循环相位变化而变化,采用膨胀阀的性能优于采用固定长度的毛细管。     

钙盐催化纤维素快速热裂解机理试验研究

在红外辐射加热实验装置内进行了钙盐催化纤维素快速热裂解机理实验研究。实验发现以生物油产率 的降低为代价,氯化钙促进了焦炭和气体产物的生成,尤其对焦炭的生成体现出明显的催化选择性。检测产物 中金属离子分布证实钙离子的催化作用主要发生在物料的固相空间,结合生物油成分分析认为钙盐在催化过程 中以离子的形式进入有机化合物内部结构,经由大量的脱水过程,促进了分子碎片重整和异构化过程,从而提 高了生物油中杂环类、脱水化合物以及缩醛化合物含量。