金属氯化物对亚临界水中纤维素水解反应的影响

研究了纤维素在亚临界水中无催化水解及分别添加ZnCl2、FeCl3、CuCl2、AlCl3对水解反应的影响。实验结果显示,无催化剂时,葡萄糖的收率在280℃,60s及(7.0±0.2)MPa时达到最大为14.3%。添加ZnCl2、FeCl3、CuCl2及AlCl3均能促进纤维素的水解及葡萄糖的降解。纤维素的水解及葡萄糖的降解反应级数均为一级。利用一级反应模型对纤维素在260℃水解及葡萄糖的降解反应进行数据拟合,求得了纤维素的水解速率常数(k),葡萄糖的生成速率常数(k1)及葡萄糖的降解速率常数(k2)。添加AlCl3体系中纤维素的水解速率常数(k)大于葡萄糖的降解速率常数(k2),有利于葡萄糖的生成,在260℃,120s及(5.2±0.2)MPa时,葡萄糖收率达到最大为46.05%。添加ZnCl2、CuCl2及FeCl3体系中葡萄糖的降解速率常数(k2)大于纤维素的水解速率常数(k),不利于葡萄糖的生成。XRD分析显示,金属氯化物的加入并没有破坏纤维素的晶体类型,水解残渣仍然保持纤维素Ⅰ型晶体结构。     

纤维素在亚临界水中催化水解制取葡萄糖的研究

以纤维素为原料,在反应温度200～260℃、反应时间0.5～5.0 h的条件下,研究了纤维素在亚临界水中水解制取葡萄糖反应及以金属盐类、H2CO3(CO2)等催化剂对水解过程的影响。结果表明:温度和反应时间对葡萄糖收率起决定性作用;无催化剂时,在220℃,反应1.5 h的条件下,葡萄糖收率达到最高的6.56%;200℃时,以葡萄糖收率衡量的各催化剂活性顺序为,FeCl3>CoCl2>AlCl3,Fe(NO3)3>Fe2(SO4)3>FeCl3;充入CO2压力(2 MPa、4 MPa和6 MPa)越大,葡萄糖收率越高;在以Fe(NO3)3为催化剂、温度200℃、反应时间0.5 h时,葡萄糖最大收率为21.45%。     

有机酸对甜高粱渣亚临界水解产物的影响

半纤维素的高效转化是提高甜高粱渣原料全组分利用的关键技术之一。采用亚临界水热预处理方法,并将强度因子R₀引入研究过程,考察了不同温度（160~200℃）和反应时间（10~60 min）对甜高粱渣水解反应的影响。在这基础上,进一步考察了多种有机酸（乳酸、醋酸及乳酸+醋酸）对亚临界水解效果的影响。实验表明,当强度因子lgR₀=3.96（180℃,40 min）时,采用不外加酸的亚临界水热预处理工艺得到的最大木糖浓度为4.79 g·L^-1;有机酸的加入可强化水解反应,提高木糖浓度;与单一乳酸或醋酸处理方法相比,加入同浓度的乳酸+醋酸既可以促进半纤维素水解,又可以抑制副产物生成;在温度180℃,时间40 min,乳酸+醋酸（乳酸：醋酸=6：4）的浓度1%（质量）的条件下,木糖浓度为7.92 g·L^-1。     

亚临界水中的超声空化泡动力学研究

为探究超声空化泡在亚临界水中的动力学行为,本文基于流体控制方程和多相流模型,使用计算流体力学仿真软件对亚临界水中的超声空化泡进行建模与数值仿真,研究了空化泡从在运动过程中的形态变化,以及流体区域内速度,压力的分布变化,并对影响空化泡动力学行为的因素进行探究.结果表明,在同等条件下,常温水中的空化效果比亚临界水中的空化效...     

亚临界水中化学反应的研究进展

近年来,亚临界水以其绿色、无毒、方便、高效等特点受到了学者们的广泛关注。在外加压力的作用下,水在100~374℃之间仍然可以保持液体状态,这种水即为亚临界水。本文对亚临界水的特性及优势进行了阐述,介绍了亚临界水中发生的反应类型,主要包括合成反应与降解反应,以及亚临界水对发生于其中的反应起到的作用主要有作为反应媒介、充当反应物或酸碱催化剂等;并简要介绍了两种亚临界水反应的装置。同时对于亚临界水反应的研究进展进行了概述,指出了在工业生产中可以利用亚临界水进行降解自然界中的大分子物质和进行合成反应,并对其今后的广阔前景进行了展望,提出亚临界水现阶段应用中所存在的问题,这些问题值得继续进行探索以期将亚临界水的应用推向更广泛的领域。     

超／亚临界水两步法水解稻秆制备还原糖

以稻秆为原料,采用两种间歇式反应工艺,对其在超／亚临界水条件下两步水解过程进行研究。重点考察反应温度、反应时间、液固比对水解行为的影响,并与超临界一步法水解工艺进行了比较。结果表明,对稻秆进行低温段水解,液固比100：1,190℃、40min条件下最大还原糖得率21％,将液固比降低到40：l,20min即可获得与液固比...     

豆渣亚临界水解产物在玫瑰上的肥效研究

研究了在亚临界水解技术条件下,豆渣水解产物对玫瑰生物性状和产量的影响。田间试验结果表明：豆渣亚临界水解产物能有效提高玫瑰的SPAD叶绿素含量,促进新生枝条生长,增加玫瑰茎杆粗度,促进成熟,提高产量。     

木质纤维素在亚/超临界水中液化的初步研究

在保持盐浴温度为420℃、压力为25 MPa、反应时间为1 min的实验条件下,对亚/超临界水中木质纤维素的液化进行了实验研究。液化产物经高效液相色谱分析,结果表明,液相产物中含有酸、葡萄糖、果糖及其它一些水溶性有机物。通过扫描电镜(SEM)观察,水解残渣可以明显的发现木质纤维素从粒状高结晶束到粉化成絮状残渣的水解过程,同时发现在盐浴温度为420℃,压力在20 MPa时木质纤维素的液化率最高。     

超/亚临界水两步法水解玉米秸秆制备还原糖

以玉米秸秆为原料,采用两种间歇式反应器,对其在超/亚临界水条件下的水解行为进行研究,重点考察了反应温度、反应时间对还原糖产率和液化率的影响。设计了亚临界低温段水解+超临界高温段水解两步法水解生物质的工艺路线,并与超临界一步法水解工艺进行比较。结果表明,对玉米秸秆进行低温段水解,在固液比1∶100、190℃、40 min条件下获得最大还原糖产率为24%;将低温段水解残渣作为高温段水解的原料,在380℃、20 s条件下获得最大还原糖产率为34%。相同条件下,用超临界一步法直接对玉米秸秆进行水解,获得最大还原糖产率为41%。超/亚临界水两步法水解玉米秸秆工艺所获得的还原糖总产率为58%,比超临界一步法水解工艺的还原糖产率提高了17%。     

亚临界水中盐的析出规律研究

在亚临界条件下,研究氯化钠和硫酸钠在亚临界水中的析出规律,主要考察了温度、压力对盐的去除率的影响。结果表明:氯化钠在350℃,5 MPa的条件下去除率达到最大;硫酸钠在350℃,4 MPa的条件下去除率达到最大。通过研究两种盐的析出规律,可以为超临界水氧化装置的预热反应器中预先去除废水中的无机盐(主要是氯盐和硫酸盐)提供科学依据,从而减缓和降低高盐对超临界设备的腐蚀和阻塞问题。     

亚临界水中废旧聚对苯二甲酸乙二醇酯的水解

从聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的化学结构着手,结合亚临界水的特殊性质,采用水热法使PET在中性条件下水解为对苯二甲酸(TPA)和乙二醇(EG)。通过考察投料比、反应时间和反应温度对PET降解率及TPA产率的影响,确定了最佳水解条件为:投料比(去离子水与涤纶布料质量比)10,温度250℃,反应时间7 h。在最佳条件下,PET的降解率可以达到92.9%,TPA的产率为86.4%,TPA纯度为98.251%,TPA的酸度为657.14 mg KOH/g。且研究发现醋酸锌可以加速PET的水解,并对PET在亚临界水条件下的水解机理进行了初步探索。     

亚临界水中废旧聚对苯二甲酸乙二醇酯水解的研究

本文从聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）的化学结构着手,结合亚临界水的特殊性质,采用水热法使PET在中性条件下水解为对苯二甲酸（TPA）和乙二醇（EG）。通过对填料比、反应时间和反应温度对PET水解率及TPA产率的影响进行探讨,研究确定了最佳水解条件：投料比10,实验温度250℃,反应时间7h。在最佳条件下PET的水解率可以达到 92.9%,TPA的产率为 86.4%,TPA纯度为98.251%以及TPA的酸度可达657.14 mgKOH/g。且研究发现醋酸锌可以加速PET的水解,并对PET在亚临界水条件下的水解机理进行了初步探索。     

近临界水中薯蓣皂苷的水解反应

在近临界水中研究了薯蓣皂苷水解成薯蓣皂苷元的工艺和反应动力学,分别考察了反应温度、压力、时间等因素对薯蓣皂苷元收率的影响。实验结果表明,近临界水解法的较佳工艺条件为260℃,25 MPa,反应10 min。在此条件下,薯蓣皂苷元收率为1.46%。动力学研究结果表明,薯蓣皂苷在近临界水中水解是一级反应,活化能为76.7 kJ/mol,指前因子k0为5.99×104s-1。     

花生壳在近临界水中催化水解反应及其动力学

以花生壳为原料,AlCl3为催化剂,在近临界水中,考察了反应温度,反应时间和AlCl3浓度对还原性糖收率的影响,并建立花生壳水解反应动力学方程。结果表明,当反应温度为493 K,AlCl3的质量分数为0.02%,反应180 s,还原性糖的收率达到最大值40.4%。花生壳在近临界水中水解为一级反应,花生壳水解与还原性糖降解的活化能分别为54.03和22.44 kJ/mol,指前因子分别为2.89×103和1.26 s-1。     

Continuous Hydrolysis of Cuphea Seed Oil in Subcritical Water

Cuphea seed oil (CSO) is a source of decanoic acid which is useful in the preparation of estolide lubricants among other applications. Decanoic acid and other free fatty acids (FFA) can be hydrolyzed from CSO using a catalyst like KOH, followed by neutralization with HCl and extraction with hexane. This procedure, however, uses caustic materials, hazardous solvents and generates waste salt streams. This study investigated the use of water without catalysts to hydrolyze CSO in a continuous flow tubular reactor. Parameters such as the interaction of pressure and temperature, temperature, water to cuphea oil fatty acid residue (H₂O:COFAR) molar ratio, and flow rate were examined. The lowest conversions of CSO to FFA were at the lowest temperature (i.e., 300 °C) and the hydrolysis was ca. 90% at 350 °C and 13.8 MPa and ca. 80% at 365 °C and 13.8 MPa. Hydrolysis increased with pressure and leveled off at 13.8 MPa. Hydrolysis increased with temperature and leveled off at ca. 330 °C. The optimal H₂O:COFAR molar ratio was found to be 6:1. Conversion rates were inversely proportional to flow rate with 95% conversion at the lowest flow rate (i.e., 0.25 mL/min) corresponding to the longest residence time (i.e., ca. 45.2 min). These results demonstrate a continuous subcritical water process for hydrolyzing CSO to FFA that is effective, requires no catalysts and does not generate a waste salt stream.     

近临界水中薯蓣皂苷水解生成薯蓣皂苷元的工艺研究

薯蓣皂苷元是合成甾体激素类药物和甾体避孕药的重要中间体,传统工艺采用盐酸水解法将黄姜中的薯蓣皂苷水解生成薯蓣皂苷元,反应时间4 h,最大收率为1.78%.该工艺反应时间长,耗水量大,对环境污染严重.今研究了无催化剂条件下,近临界水中薯蓣皂苷水解成薯蓣皂苷元的工艺,分别考察了反应温度、反应压力、反应时间等因素对薯蓣皂苷元收率的影响.研究结果表明,近临界水解法工艺简单,反应时间短,对环境友好,在较佳工艺条件下:P=25.0 MPa,T=260℃,t=10 min,薯蓣皂苷元收率为1.46%.     

超/亚临界水解技术在生物质转化中的应用研究进展

超/亚临界水用于生物质水解转化是近年来出现的新技术。本文首先对纤维素超/亚临界水解机理、产物分布与水解动力学、水解条件优化进行了归纳和总结。在此基础上,综述和分析了生物质超/亚临界水解技术研究进展和工艺发展方向,并对生物质水解转化利用的新途径和反应器技术发展状况进行了讨论。指出超/亚临界水解技术在生物质资源化领域具有广阔的应用前景。     

PVC/木粉发泡制品温度分布的研究

研究了环境温度、结皮层对PVC/木粉发泡制品温度分布的影响,并测试该温度分布下,制品力学性能的变化。试验结果表明:上面的环境温度对制品温度的分布影响较大;制品表面结皮层能够加快热量的传导,从而使得制品温度分布上升;制品温度分布对力学性能有影响。通过公式拟合,可以计算得到在表面环境温度为90℃,底面环境温度为40℃下,制品的弯曲模量;该计算值与实测值相当。