Al_2(SO_4)_3催化玉米芯直接液化制备糠醛研究

以玉米芯为原料,采用Al_2(SO_4)_3催化液化选择性制备糠醛,考察反应温度、催化剂添加量及水含量对玉米芯转化及糠醛产率的影响。结果表明,Al2(SO4)3催化剂对玉米芯液化及糠醛选择性制备具有明显的促进作用。研究获得玉米芯选择性制备糠醛的最佳反应条件为:反应温度150℃、催化剂添加量0. 45 g及水含量10%。最佳反应条件下玉米芯转化率为78. 5%,糠醛产率为84. 9%。玉米芯及其液化残渣的红外及热重分析表明,玉米芯中三大组分均得到了明显降解。     

Al_2(SO_4)_3催化玉米芯直接液化制备糠醛研究

以玉米芯为原料,采用Al_2(SO_4)_3催化液化选择性制备糠醛,考察反应温度、催化剂添加量及水含量对玉米芯转化及糠醛产率的影响。结果表明,Al2(SO4)3催化剂对玉米芯液化及糠醛选择性制备具有明显的促进作用。研究获得玉米芯选择性制备糠醛的最佳反应条件为:反应温度150℃、催化剂添加量0. 45 g及水含量10%。最佳反应条件下玉米芯转化率为78. 5%,糠醛产率为84. 9%。玉米芯及其液化残渣的红外及热重分析表明,玉米芯中三大组分均得到了明显降解。     

玉米芯制备糠醛的研究

对从玉米芯制备糠醛进行了研究。玉米芯水解催化剂为5%(m/m)的稀硫酸溶液,在100℃回流反应3.5 h,戊糖收率可达64.5%(以多缩戊糖计)。上述酸性水解液在170℃、甲苯存在下,反应蒸馏3 h,糠醛收率达到85%(以戊糖计)。蒸出液经精制,制得糠醛。与一步法相比,糠醛收率提高5%～8%(以原料玉米芯计),并且反应时间缩短,水蒸汽的用量减少。     

玉米芯水解制备糠醛的研究

对玉米芯水解制备糠醛进行了研究。采用硫酸铁作催化剂,通过单因素实验研究了添加剂种类及用量、反应时间、反应温度对糠醛得率的影响。确定制备糠醛的最佳工艺条件为:催化剂硫酸铁浓度10%(质量分数),选用KI为添加剂,添加量0.3mol·L-1,反应温度180℃,反应时间150min,在此条件下糠醛得率可达52.54%。     

甲酸/乙酸/氯化钠催化玉米芯水解条件优化

为解决目前糠醛行业使用无机酸做催化剂存在的严重污染及收率低等问题,提出两步法有机酸/无机盐复合体系催化玉米芯水解生产糠醛新工艺。文中以获得第1步水解玉米芯过程中较高的五碳糖收率和低的糠醛质量浓度为目的。研究了反应温度、反应时间、酸质量分数及氯化钠浓度对玉米芯中半纤维素水解的影响。通过响应曲面法,对水解条件进行了优化,建立了糖收率和糠醛质量浓度的2个二次多项式模型。由响应面分析和模型方程优化得出玉米芯水解的最佳水解条件:反应时间90 min、氯化钠浓度1.5 mol/L、温度134.7℃和酸质量分数为4.67%,此时糖收率为36%、糠醛质量浓度为1.98 g/L,为下一步五碳糖水解生产糠醛提供了较为满意的糖质量浓度和糠醛质量浓度,同时在最佳水解条件下的验证实验结果与模型预测值十分接近,说明模型是适用的。     

高温液态水中稀硫酸催化糠醛渣降解制备乙酰丙酸

糠醛渣是玉米芯制糠醛剩下的废渣,量大且未得到有效利用。糠醛渣主要含有纤维素和木质素,是制备乙酰丙酸的理想原料。以高温液态水为反应介质,以稀硫酸为催化剂,考察了液固比、酸浓度、反应时间和反应温度对糠醛渣降解制备乙酰丙酸的收率的影响,得到了糠醛渣制备乙酰丙酸的适宜工艺条件:固液比1:10、酸浓度2%、温度180℃、反应时间2 h,此时乙酰丙酸的收率达到66.6%。另外,以一级连串反应动力学方程对实验数据进行拟合,得到纤维素水解的表观活化能为122.7 k J×mol~(-1),葡萄糖降解生成乙酰丙酸的表观活化能为107.6 k J×mol~(-1)。     

SO2-4/SnO2-蒙脱土催化玉米芯水解液制备糠醛

以蒙脱土(MMT)为载体,采用共沉淀法和浸润法负载金属卤化物和无机酸制备一种新型固体酸催化剂SO■/SnO_2-MMT,其含有双酸位点可以高效催化木糖溶液制备糠醛。在单一水相催化体系中使用该新型固体酸催化剂,190℃反应5 min,从玉米芯水解产物中催化得到的糠醛产率最高为56.2%,木糖转化率为95.3%。相比于新鲜的蒙脱土,该固体酸催化剂具有合适的路易斯酸位点、布朗斯特酸位点和更大的比表面积、孔体积,促进了木糖的异构化和脱水反应。此外,该催化剂在循环3次后也表现出较好的的催化性能和较高的稳定性。     

固体酸催化玉米芯制备糠醛的工艺研究

以玉米芯为原料,大孔强酸型离子交换树脂为催化剂,在γ-戊内酯和水的混合溶剂中反应制备糠醛,考察了反应温度、反应时间、溶剂及催化剂用量对糠醛产率的影响,采用中心复合设计(CCD)和响应面法对反应条件进行了优化。结果表明,最优条件为0.5 g玉米芯,催化剂负载量0.55 g,温度153℃,反应时间66 min。随着反应的进行,催化剂逐渐失活,但经硫酸简单处理后,催化剂恢复了活性。酸性位点的浸出和酸密度降低是失活的主要原因。     

在乙酸丁酯-水双相体系中玉米芯水解制备糠醛

以玉米芯为原料、硫酸铁为催化剂、乙酸丁酯为萃取剂,在乙酸丁酯-水双相体系中水解制备糠醛。考察了反应时间、催化剂浓度(硫酸铁溶液质量分数)、反应温度以及萃取剂与溶剂体积比对糠醛产率的影响,确定最佳工艺条件为:反应时间3.0h,催化剂浓度10%,反应温度160℃,萃取剂与溶剂体积比为4,在此条件下,糠醛产率达到43.49%。     

搅拌水解对糠醛收率的影响

通过两种生产工艺的对比实验，证明采用搅拌水解新工艺，可以强化水解过程，减少糠醛在高温下产生分解反应；可以更新物料表面层，减少醛汽同酸性介质的接触，减少糠醛的树脂化，从而提高玉米芯水解制取糠醛的收率     

碳基固体酸催化D-木糖选择性转化合成糠醛的研究

采用固体酸催化D-木糖脱水制备糠醛具有经济价值高、易分离和环境友好等优点;本文中,主要研究了碳基固体酸在木糖脱水中的催化性能,所用的固体酸包括木质素磺酸聚合物催化剂（LF-A, LF-B, LF-C, LF-D）和磺化碳材料FS等;其中,木质素磺酸聚合物催化剂是借助酚醛缩合过程将木质素磺酸盐和醛类反应制得;磺化碳材料则是采用水热合成法以糠醛、十二烷基苯磺酸钠为原料制备;通过对催化剂种类、反应媒介、时间、催化剂用量及反应温度等条件的详细研究,发现LF-A催化剂的效果较好,当原料D-木糖为1.0 g,反应温度为170 ºC,反应时间4 h,催化剂用量为0.08 g,溶剂为γ-丁内酯时,糠醛的收率可达72.9%;同时,对固体酸催化剂进行XRD,FT-IR,TG-DTG,SEM和TEM等表征,并找出了催化剂结构与活性之间的相互关系.     

介孔分子筛MCM-41—SO3H 催化木糖脱水制备糠醛的研究

采用在MCM-41分子筛上先嫁接—SH,再经氧化和酸化的方法制备了介孔分子筛固体酸催化剂MCM-41—SO3H,对催化剂进行了表征,并对其用于木糖脱水环化生成糠醛的反应进行了研究。当木糖与催化剂的质量比为0.8、反应温度为170 ℃、反应时间为4 h时,木糖的转化率为83.4%,生成糠醛的选择性为76.7%,糠醛收率为64.0%。该催化剂的优点是糠醛收率高于硫酸作催化剂时的收率;不产生酸性废水;催化剂经再生处理后能重复使用,但糠醛收率降为39.7%。     

WO3/ZrO2固体酸催化果糖制备5-羟甲基糠醛的工艺研究

通过偏钨酸铵水溶液浸渍氢氧化锆制备了WO3/ZrO2固体酸催化剂,并考察其在果糖脱水制备5-羟甲基糠醛过程中的催化性能。考察了WO3负载量、催化剂用量、反应时间、反应温度、果糖添加量对HMF产率的影响。实验结果表明:WO3负载量为30%,以二甲基亚砜(DMSO)为溶剂,120℃下反应2h时,催化剂表现出较高的反应活性,相应HMF收率为65.4%。该催化剂循环使用5次,HMF收率仍能保持62.1%。     

三苯基磷在玉米芯制备糠醛中的应用

研究了三苯基磷在稀硫酸法水解玉米芯制备糠醛中的应用。在三苯基磷用量占玉米芯总量的0.05%～0.5%范围内,考察了三苯基磷的量对糠醛收率的影响。实验结果表明：随着三苯基磷用量的增加,糠醛收率明显提高,当三苯基磷加入量为玉米芯总量的0.25%时,糠醛收率升至86.0%,同传统工艺相比,糠醛收率提高20%～25%。由此可见,通过添加三苯基磷的途径可大幅度提高糠醛收率,在稀硫酸法水解玉米芯制备糠醛工艺中将具有良好的应用前景。     

高温液态水条件下木糖直接转化制备糠醛的工艺

使用自制的高温高压反应釜,在高温液态水（HTW）的条件下对木糖直接转化制备糠醛的过程进行了研究。考察了HTW作为反应介质对木糖转化率和糠醛产率的影响,并与文献中所采用催化剂的催化效果进行了对比,探索了不同的溶剂对反应产物中糠醛的萃取效果。研究结果表明：HTW作为反应介质对木糖直接转化制备糠醛具有优良的反应性能,可以替代液体酸和固体酸作用于木糖制糠醛,在优化的工艺条件下,当木糖初始浓度为10%（g/g）、反应温度为200 ℃、反应时间为3 h时,糠醛的产率高达78%。此外,乙酸丁酯作为萃取剂对于糠醛的萃取具有良好的萃取效率。所得结果为工业化生产糠醛奠定了实验基础和理论依据。     

响应面法优化糠醛废液制备乙酰丙酸的研究

以稻草为原料,FeCl_3为催化剂,在甲苯/水双相溶剂体系中高压液化制备糠醛,所得糠醛废液中含有大量的5-羟甲基糠醛。以氯乙酸为催化剂,利用糠醛废液进一步催化制备乙酰丙酸。通过响应面法研究了催化剂质量分数、反应温度、反应时间对乙酰丙酸收率的影响,得出乙酰丙酸收率的二次回归方程。通过响应面分析及实验验证得到糠醛废液制备乙酰丙酸的最佳条件为:催化剂质量分数为10%,反应温度为198℃,反应时间为50 min,乙酰丙酸收率高达54.24%。     

酸催化制备糠醛研究进展

糠醛及其衍生物在树脂、医药、农药、石油和新能源化工等多个领域中用途广泛,在世界各国高度重视开发利用可再生资源与环境保护的今天,糠醛产业发展显得尤为重要。在糠醛生产过程中,催化剂是影响糠醛收率的重要因素。本文综述了不同类型酸催化剂在生物质水解制备糠醛中的研究进展,讨论了目前无机酸、有机酸、路易斯酸和固体酸催化剂在制备糠醛过程中存在的问题。对制备糠醛的研究前景进行了展望,探讨了实现糠醛高效、经济、绿色生产工艺的可行途径。建议将糠醛生产工艺与现有生物炼制产业相整合,新反应工艺过程与新催化剂体系相整合,加强产学研相结合3个方面作为糠醛企业今后的发展方向。     

糠醛气相加氢制2-甲基呋喃新型配合物催化剂研究

制备了一种新型、无毒Cu-Zn-Ca/γ- Al₂O₃配合物催化剂。采用固定床反应器,进行糠醛常压气相催化加氢反应,考察反应温度、催化剂组成、空速和氢醛比等因素的影响。结果表明,在508 K、空速0.32 h^-1、还原温度保持（493～513） K、活化6 h和氢醛物质的量比为10∶1条件下,糠醛转化率达到98.90%,2-甲基呋喃选择性达92.30%,2-甲基呋喃收率达91.28%。作为一种新型的无Cr催化剂,无毒,无污染,可代替Cu-Cr催化剂用于糠醛加氢过程,高活性和高选择性地制取2-甲基呋喃。     

糠醛气相脱羰反应工艺条件

传统的糠醛脱羰反应是在液相体系中进行的,但因污染大,催化剂易失活,分离困难等问题一直困扰着实际应用,而气相法可以解决这些不利。通过制备脱羰负载型催化剂Pd-Ni-Na/Al2O3,原料经预处理后,在固定床管式反应器中进行气相脱羰,主要考察各种反应因素对糠醛脱羰反应的影响。实验所确定的最佳反应影响因素:反应温度300℃,氢气压力0.08 MPa,氢醛摩尔比2∶1,催化剂用量30 g,颗粒粒径3 mm,空速4.5×10-4s-1,在此工艺条件下糠醛转化率为87.6%,呋喃收率为85.94%。     

甲基磺酸钴-乙酸共催化合成糠叉二乙酸酯

在室温条件下,甲基磺酸钴-乙酸共催化体系能够催化糠醛和乙酸酐合成糠叉二乙酸酯.考察了催化剂用量、醛酐摩尔比等因素对产率的影响,实验结果表明反应的最佳条件为:糠醛30 mmol,醛酐摩尔比1:1.5,甲基磺酸钴0.27 mmol,乙酸18mmol,反应0.7 h产率可高达93%.该法催化剂用量少、产率高、选择性好、反应无需溶剂、对环境友好.