纤维素低浓度酸水解制取液体燃料的试验研究

深入了解生物质中纤维素的超低酸水解机理，在水解反应系统中研究了水解糖产率和纤维素转化率的影响因素.以定量滤纸为原料，极低浓度酸为催化剂，在自行设计的以高压全混流间歇反应器为主体的生物质水解试验台上，进行了不同工况参数下纤维素水解试验研究.试验结果表明，随着酸质量分数的增加，还原糖质量浓度增加；反应温度控制在稍低于240 ℃时，还原糖得率较高；反应压力小于40×105 Pa时，反应压力越大，还原糖得率越高.在硫酸质量分数为0.05%以及反应条件为215 ℃和40×105 Pa的优化条件下,得到了质量分数为46.55%的还原糖得率和55.07%的纤维素转化率.     

纳米金属氧化物催化氧化5-羟甲基糠醛

为探索金属氧化物对于5-羟甲基糠醛(5-HMF)氧化的催化性能及5-HMF的氧化路径,制备了纳米级ZnO、SnO_2、CuO、Fe_2O_3、Co_3O_4、Fe_3O_4催化剂,并在碱性环境中以双氧水为氧化剂催化氧化5-HMF.利用高效液相色谱(HPLC)对氧化产物进行了定性和定量分析.结果表明:碱性环境下,5-HMF首先发生坎尼扎罗反应;与其他金属氧化相比CuO的催化效果最好,当催化剂的用量为5-HMF质量的1/10、双氧水用量为2.5 m L时,2,5-呋喃二甲酸(FDCA)产率为4.2%,5-羟甲基-2-呋喃甲酸(HMFCA)产率为26.2%.同时,随着双氧水和催化剂用量的增大,FDCA的产率有所提高.     

中性氧化铝固体碱催化合成羟基特戊醛的研究

采用浸渍法制备KF/中性氧化铝固体碱催化剂.以异丁醛、甲醛为原料缩合合成2,2-二甲基-3-羟基丙醛(羟基特戊醛,下同),产率达到90%,产物的结构由核磁表征.考察反应温度、催化剂焙烧温度、KF负载量、催化剂用量以及催化剂焙烧时间对产物产率的影响.结合TG-DSC、XRD和FT-IR初步分析该固体碱催化剂的活性中心,并探讨分离提纯2,2-二甲基-3-羟基丙醛的方法.反应条件温和,操作简单.     

SO_4~(2-)/TiO_2-HZSM-5固体超强酸催化合成TMPOT

为了制备具有较高酯化率和抗乳化性能的三羟甲基丙烷油酸酯(TMPOT),采用溶胶凝胶法制备了SO2-4/TiO2-HZSM-5固体超强酸催化剂,用于催化合成三羟甲基丙烷油酸酯,探讨了酸醇摩尔比、催化剂用量、反应时间、反应温度和不同种类催化剂对产物酯化率和抗乳化性能的影响.结果表明,SO2-4/TiO2-HZSM-5固体超强酸催化剂的催化活性较高.当酸醇摩尔比为3.1∶1、催化剂用量为反应物总质量的2%、反应时间为8h、反应温度为200℃时,三羟甲基丙烷油酸酯的酯化率高达97.6%,对产物进行抗乳化性能测试时所需的油水分离时间为5 min,且抗乳化性能较好.     

农作物秸秆超低酸水解的比较

在间歇反应釜中,以超低酸（硫酸质量分数为0.05%）水解的方法对5类15种农作物秸秆进行评价,并考察了温度与时间对不同秸秆水解的影响.结果表明:相同条件下,不同种类、同种类不同地区秸秆水解后还原糖浓度有很大差异,这与纤维素、半纤维素及木质素的含量及转化率有关.黑龙江的稻草、玉米秸秆及山东小麦秸秆的还原糖浓度较高,4种棉花秸秆的还原糖浓度都较低;还发现,木质素含量较高的秸秆,超低酸水解还原糖浓度较低,只是水解了部分半纤维素及极少量的纤维素.     

硫酸亚铁/微波辐射稀酸水解玉米秸秆产生还原糖

采用微波辐射,在金属盐硫酸亚铁为助催化剂的条件下,对玉米秸秆进行稀酸水解制备还原糖的研究,考察了硫酸亚铁质量分数、硫酸质量分数、液固质量比、微波辐射功率、微波辐射时间和微波辐射压力对水解制备还原糖产率的影响。结果表明,硫酸亚铁质量分数3%、硫酸质量分数2%、液固质量比15、微波辐射功率187.5W、微波辐射时间30min、微波辐射压力0.3MPa为最佳水解条件,在此条件下还原糖产率可达38.5%,与无金属盐时的微波辐射稀酸水解方法相比,还原糖产率增加了1.1倍,与无微波辐射时的稀酸水解方法相比,还原糖产率增加了2.8倍。     

SO_4~(2-)/ZrO_2/USY催化纤维素醇解制备乙酰丙酸乙酯

采用沉淀-浸渍法制备SO_4~(2-)/ZrO_2/USY固体酸催化剂,并考察其在乙醇介质中催化纤维素转化合成乙酰丙酸乙酯(EL)的影响因素.结果表明,400℃焙烧3 h的质量百分数为10%的SO_4~(2-)/ZrO_2/USY催化剂表现出最佳活性,在反应温度200℃,反应时间3 h,催化剂用量为10 g/L的条件下,EL产率达到38.1 mol%.以果糖、葡萄糖、蔗糖和菊糖为原料时,转化生成乙酰丙酸乙酯的产率分别为50.77 mol%、39.55 mol%、44.87 mol%和43.59 mol%.采用XRD、FT-IR、BET、NH3-TPD和TG-DTA等对催化剂进行表征.制备的固体酸催化剂重复使用4次仍可保持较好的催化活性.     

活性炭负载对甲苯磺酸催化合成三羟甲基丙烷油酸酯

采用浸渍法制备活性炭负载对甲苯磺酸催化剂;以三羟甲基丙烷和油酸为原料,采用直接酯化法合成三羟甲基丙烷油酸酯,并探讨诸因素对酯化产率的影响.实验结果表明:活性炭负载对甲苯磺酸催化剂对三羟甲基丙烷油酸酯的合成具有较高的催化活性,当催化剂质量分数为5%、酸醇摩尔比2.85∶1、反应温度140℃、反应时间2.5 h时,产物酯化率可高达98.44%,且催化剂重复使用5次仍可保持较高活性.     

红麻芯碳基磁性固体酸催化剂的制备及应用

以红麻芯为基材,采用碳化-磺化法制备了磁性碳基固体酸催化剂,利用X射线衍射、傅里叶红外光谱、能谱、比表面及孔隙度分析等对催化剂进行表征,并将其应用于纤维素水解反应来考察其催化活性。结果表明,固体酸催化剂中的Fe以Fe_3O_4的形式存在,并包含羟基、羧基、磺酸基等酸性基团。当水解时间为60 min、水解温度190℃、纤维素10 g/L、催化剂与纤维素质量比2∶1、催化剂表面酸1.4 mmol/g时,纤维素转化率可达96.6%,葡萄糖产率达42.8%。水解反应结束后,在外加磁场作用下催化剂可快速与反应体系分离。     

SO2-4/TiO2-HZSM-5固体超强酸催化合成TMPOT

为了制备具有较高酯化率和抗乳化性能的三羟甲基丙烷油酸酯(TMPOT),采用溶胶凝胶法制备了SO^2-₄/TiO₂-HZSM-5固体超强酸催化剂,用于催化合成三羟甲基丙烷油酸酯,探讨了酸醇摩尔比、催化剂用量、反应时间、反应温度和不同种类催化剂对产物酯化率和抗乳化性能的影响.结果表明,SO^2-₄/TiO₂-HZSM-5固体超强酸催化剂的催化活性较高.当酸醇摩尔比为3.1∶1、催化剂用量为反应物总质量的2%、反应时间为8 h、反应温度为200 ℃时,三羟甲基丙烷油酸酯的酯化率高达97.6%,对产物进行抗乳化性能测试时所需的油水分离时间为5 min,且抗乳化性能较好.     

纤维素水解研究进展

由于石油等不可再生能源的日益紧缺,生物能源和生物技术研究备受关注.本文介绍了国内外酸水解纤维素和酶水解纤维素的研究进展.在酸水解方面,分析了传统酸水解、固体酸水解的原理及研究现状;在酶水解方面,阐述了提高酶水解速率的预处理方法、酶水解的原理及研究现状;同时指出固体酸水解和与酶兼容性良好的离子液体在纤维素水解方面的应用将成为近几年国内外的研究重点.     

麦秸秆稀酸水解条件的研究

通过对麦秸秆在相对较低的温度下稀酸水解实验研究,探讨了原料与稀硫酸的固液比,反应时间、稀硫酸浓度和温度对纤维素、半纤维素降解为还原糖含量的影响,确定麦秸秆最佳水解条件是：固液比为1：8、0．6％稀硫酸在160℃下反应1h,得到还原糖浓度50．34g／L、得率为61．96％。     

灯盏花乙素水解制备野黄芩素

在乙醇-水溶液中对灯盏花乙素进行酸水解制备野黄芩素,用正交试验对水解工艺进行优化．得到最佳水解条件：温度80％,硫酸浓度20％（质量分数）,乙醇浓度80％（体积分数）,固液比1：2（质量-体积比,mg／mL）,反应时间3．5h,该条件下的平均收率为90．7％．利用紫外光谱和核磁共振氢谱对其结构进行了表征．     

褐煤黄腐酸钾制黄腐酸的分子结构表征

为了进一步了解黄腐酸(FA)的结构和性质,为拓宽黄腐酸在工农业领域中的应用范围打下基础,用傅里叶红外光谱、紫外-可见光光谱和固体13C交叉极化/魔角旋转核磁共振(13CCP/MAS NMR)对FA的结构进行表征.结果表明,FA的分子结构由芳香核和核外侧链构成,其中芳香碳约占54%,芳香核主要由4个芳香环构成.脂肪碳约占46%,脂肪碳的存在形式主要是含氧的五元或六元脂肪环.FA中含氧基团的含量为32.3%,主要由醌基和羟基构成,还有部分羧基.     

醋酸丁酸纤维素的酯化及动力学

采用硫酸为催化剂,用正交实验研究了醋酸丁酸纤维素的酯化反应,通过测定其酰基含量分析酯化反应的程度,探讨了酯化反应动力学,并建立了动力学方程。实验得到CAB-381的最佳工艺条件为;10g精制短棉绒恒温括化12h,V（正丁酸）：V（乙酐）=5：1,70℃反应1．5h,水解1h;实验结果表明,醋酸丁酸纤维索的酯化表现为一级连串反应,在本实验条件下,反应的表观括化能Ea=7．92kl／mol,表观反应速率常数k′=7．31×10^-5e^-7920／RT（s^-1）。     

稻草秸秆预处理实验研究

通过不同的化学试剂与汽爆组合处理稻草秸秆的研究,确定了有效的预处理条件：稻草秸秆与3％氢氧化钠溶液的固液比为1：5,混匀,置126—128℃保温5min,放气．此预处理能使秸秆中木质素去除75．58％;秸秆酶解（酶解条件：2％底物,0．2％纤维素酶,pH=4．8,0．2mol／L醋酸-醋酸钠缓冲溶液,46℃水解48h）糖化率达91．98％．     

多韦替尼乳酸盐的合成

为了解决多韦替尼乳酸盐合成工艺中操作比较繁琐的问题,以5-氯-2-硝基苯胺和N-甲基哌嗪为原料,经取代、还原、在酸性条件下与3-乙氧基-3-亚胺基丙酸乙酯盐酸盐回流成环,最后在碱性条件下与2-氨基-6-氟苯腈进行环合得到多韦替尼,与乳酸成盐,得到终产品多韦替尼乳酸盐.通过对反应过程中的每步反应工艺条件研究,得到各步工艺条件:取代反应不采用溶剂,n(5-氯-2-硝基苯胺)∶n(N-甲基哌嗪)=1∶2.5,产率可达97.8%;在氨取代反应中2-氟-6-胺基苯腈的产率为85%;在还原的过程中,选择在80℃时钯碳催化加氢;在40℃下采用六甲基硅胺钾作为碱合成多韦替尼,最终产率达到44.5%.     

1,3,4-噁二唑-2-硫酮衍生物的合成及工艺

噁二唑类化合物是一类具有广泛生物活性的杂环化合物,具有高效,低毒等优点.设计合成了4a~4g 7个1,3,4-噁二唑-2-硫酮衍生物并经过核磁共振氢谱和质谱进行结构表征和确认.以苯甲酸甲酯(1)为起始原料与水合肼加热回流反应得到苯甲酰肼(2),然后与二硫化碳在碱性条件下回流合环生成中间体5-苯基-1,3,4-噁二唑-2-硫酮(3),最后与一系列取代苯胺和甲醛发生曼尼希反应得到目标化合物.实验过程中对反应(a)中反应时间和80%水合肼与苯甲酸甲酯(1)的摩尔比,反应(b)中反应时间和二硫化碳与苯甲酰肼的摩尔比,反应(c)中溶剂的选用等参数进行了工艺优化.以适当溶剂重结晶均得到纯的目标化合物,收率在20%~80%.大部分目标化合物是未见文献报道的新化合物,其作为酪氨酸酶抑制剂的生物活性有待进一步研究.     

Blakeslea trisporaH1^-原生质体制备与再生条件研究

以β-胡萝卜素生产菌株Blakeslea trispora H1^-为研究对象,对其原生质体形成及再生条件进行了研究。得知最佳形成与再生条件为：以摇瓶方式培养菌丝体,培养菌龄为56h,酶解温度为30℃,酶质量分数2．0％,混合酶组成为m（蜗牛酶）：m（纤维素酶）=6：4,酶解时间为120min,渗稳剂为0．6mol／LMgSO4·7H2O。Blakeslea trisporaH1^-原生质体形成数为7．9×10^6个／mL,再生率为3．9％。     

工业大麻秆芯纤维素吸水树脂快速合成及性能研究

以"云麻1号"工业大麻秆芯为原料,采用水溶液微波辅助聚合方式将丙烯酸(AA)和N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAA)单体接枝到磨浆处理后的纤维素中,制备吸水性树脂.研究两种单体用量比例、引发剂用量、交联剂用量、纤维素磨浆预处理程度、微波功率和时间对吸水树脂吸液率的影响.通过X-射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对其结构和形貌进行表征.结果表明,AA和DMAA质量比为1∶0.3,引发剂用量与单体比率为2.0%,交联剂用量与单体总质量比率为0.3%,微波功率300 W,时间400 s,纤维素打浆度为94°SR,制得树脂吸液率较优.