甘油预处理蔗渣的木质素分离提取及结构表征

以甘油分别对甘蔗渣进行常压甘油自催化（AGO）预处理和常压甘油碱催化（al-AGO）预处理。利用酸沉法分别从预处理液中得到自催化甘油木质素（AGOL）和碱催化甘油木质素（al-AGOL）。利用单因素实验和正交实验得到最佳木质素提取工艺为转速8000r/min、离心时间15min、甘油混合液pH为3、甘油混合液浓度10%,在该条件下木质素AGOL和al-AGOL提取率分别达到72%和76%。采用扫描电镜（SEM）、元素分析、紫外光谱（UV）、凝胶色谱（GPC）、核磁共振¹H谱、热重分析以及抗氧化活性分析等技术手段对提取得到的木质素进行结构表征。结果表明：从甘蔗渣中提取的球磨甘蔗木质素（MBL）、AGOL和al-AGOL主要呈现出球形特征;AGOL和al-AGOL具有相似的活性特点,与MBL相比,AGOL和al-AGOL的分子量更小、分布更窄、均一性更好,热稳定性和抗氧化活性更高,有望成为重要的工业原料。     

甘油直接制备丙烯醇的催化剂和反应工艺研究进展

丙烯醇是一种十分重要的中间体和化学原料。近年来,以甘油为原料直接制备丙烯醇的研究引起了许多科学家的关注。本文参考了最近十年来发表的文献,详细介绍了均相甲酸诱导的甘油脱氧脱水反应、催化剂作用下的甘油脱氧脱水反应、液固相甘油氢解反应和气固相甘油氢转移反应等过程制备丙烯醇的相关工艺、反应机理和催化剂的研究进展及发展趋势,并对比了上述工艺的优缺点。其中,均相甲酸诱导的甘油脱氧脱水工艺比较成熟,已经在实验室中得到验证和应用,但是甲酸的消耗量大,整个过程的原子经济性很差。 甘油脱氧脱水反应和液固相甘油氢解反应不仅需要采用价格昂贵的铼基催化剂,而且丙烯醇的选择性较低。 铁基催化剂作用下的气固相甘油氢转移反应制备丙烯醇,由于催化剂的价格低廉、制备工艺简单、产品分离容易等优势而备受关注,是最近五年的研究热点。在文献基础上,认为今后研究应该重点关注催化剂的酸碱性、氢转移能力及其与速率控制步骤的匹配,并有针对性地对催化剂进行优化和改进。     

Renewable hydrogen production from steam reforming of glycerol (SRG) over ceria-modified γ-alumina supported Ni catalyst

Excess crude glycerol derived as a by-product from biodiesel industry prompts the need to valorise glycerol to value-added chemicals. In this context, catalytic steam reforming of glycerol (SRG) was proposed as a promising and sustainable alternative for producing renewable hydrogen (H₂). Herein, the development of nickel (Ni) supported on ceria-modified mesoporous γ-alumina (γ-Al₂O₃) catalysts and their applications in catalytic SRG (at 550–750 °C, atmospheric pressure and weight hourly space velocity, WHSV, of 44,122 ml·g⁻¹·h⁻¹ (STP)) is presented. Properties of the developed catalysts were characterised using many techniques. The findings show that ceria modification improved Ni dispersion on γ-Al₂O₃ catalyst support with highly active small Ni particles, which led to a remarkable catalytic performance with the total glycerol conversion (ca. 99%), glycerol conversion into gaseous products (ca. 77%) and H₂ yield (ca. 62%). The formation rate for H₂ production (14.4 × 10⁻⁵ mol·s⁻¹·g⁻¹, TOF (H₂) = 3412 s⁻¹) was significantly improved with the Ni@12Ce-Al₂O₃ catalyst, representing nearly a 2-fold increase compared with that of the conventional Ni@Al₂O₃ catalyst. In addition, the developed catalyst also exhibited comparatively high stability (for 12 h) and coke resistance ability.     

复合固体超强酸SO42-/ZrO2-TiO2催化合成三乙酸甘油酯

用复合固体超强酸SO_4~(2-)/ZrO_2-TiO_2催化合成三乙酸甘油酯。考察了合成三乙酸甘油酯的适宜工艺条件为:催化剂用量为2.5%～3.0%(占总投料量质量分数),投料比为n(甘油)∶n(乙酸)=1∶5.5,反应温度130℃,反应时间3.0h。在适宜的工艺条件下产品收率达92.6%,催化剂可重复使用6次,易再生。     

高乙醇转化率酿酒酵母工程菌株构建研究进展

酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)发酵产生乙醇的过程中,甘油的生成所消耗的碳源约占总碳源的4%~10%。减少甘油合成量可提高乙醇产率与碳源利用率。其主要策略是修饰或切除一步或多步代谢反应,或引入外源相关基因以改变碳流方向与碳流量,从而使反应向有利于生成更多乙醇而少生成甘油的方向进行。文中主要综述了近年来通过代谢工程手段阻断酿酒酵母甘油的合成或降低甘油的合成量,以提高乙醇发酵糖醇转化率的研究进展。     

甘二酯制备的研究进展

甘二酯因其独特的代谢途径而具有多种生理功能,它在天然油料中含量较少,所以利用甘三酯制备生产甘二酯尤显重要。概述了甘二酯制备的国内外研究现状,介绍并比较了甘油脂肪酸酯化和油脂甘油解制备甘二酯的两种方法,展望了甘二酯的发展前景。     

Using crude glycerol and thin stillage for the production of microbial lipids through the cultivation of Rhodotorula glutinis

Single cell oils (SCO) produced from oleaginous microorganisms are a potential alternative oil feedstock for biodiesel production. The worldwide production of glycerol, a 10% (w/w) byproduct produced in the transesterfication process of oils converted to biodiesel, is increasing as more biodiesel is being produced. For the purposes of cost reduction, crude glycerol was regarded as a suitable carbon source for the cultivation of Rhodotorula glutinis. In addition to using renewable crude glycerol, waste solution collected from the brewing company (called thin stillage) was adopted as a substitute to replace a costly nitrogen source used in the medium. The results of using mixture of crude glycerol and thin stillage indicated about a 27% increase in total biomass as compared to that of using crude glycerol with a standard medium. Using glycerol instead of glucose as the carbon source could also alter the lipid profile, resulting in an increase in linolenic acid (C18:2) to comprise over 20% of the total lipid. Successfully using renewable crude glycerol and thin stillage for the cultivation of oleaginous microorganisms could greatly enhance the economic competition of biodiesel produced from SCO.     

甘油衍生的碳基固体酸催化剂的制备及应用

以甘油为原料,首先采用原位炭化和磺化法制备了一种碳材料(CG),再将合成的CG与浓硫酸分别在140、160、180、190℃下磺化2、5、10、12 h得到催化剂SCG-(x)-(y)(其中x为磺化温度,y为磺化时间)。对催化剂进行了XRD、FTIR、TGA、BET、SEM、TEM表征及元素分析,并对催化剂合成过程中的磺化时间和磺化温度进行了探究。以油酸和甲醇的酯化反应为探针反应,研究催化剂的催化活性。结果表明:磺酸基团成功引入到了碳材料表面;随着磺化温度的升高和磺化时间的延长,催化剂表面的磺酸基团数量也随之增加,当磺化时间为10 h、磺化温度为180℃时制备的催化剂具有最优的反应活性。采用间接滴定法对催化剂SCG-(180)-(10)的总酸量进行测定,总酸量高达35 236.21μmol/g。在甲醇与油酸摩尔比12∶1、催化剂用量为原料总质量的5%、反应温度80℃、反应时间0.5 h的条件下,油酸转化率达到98.40%。催化剂重复使用5次,油酸转化率始终保持在90%以上。     

碳源对圆酵母(Torula sp.)B84512发酵合成赤藓糖醇及副产物甘油的影响

研究了圆酵母(Torula sp.)B84512以不同碳源发酵产赤藓糖醇过程中副产物甘油的生成与消耗情况。发现该菌株在以任何碳源为底物发酵过程中均会产生甘油,且在发酵中后期甘油逐渐被消耗。以甘油为唯一碳源时该菌株合成赤藓糖醇的速率及产率均低于葡萄糖。葡萄糖为圆酵母B84512发酵产赤藓糖醇的最佳碳源。采用分批补料的方式提高赤藓糖醇的产率并期望能抑制甘油的生成,实验结果表明补料至总糖浓度为50%时赤藓糖醇产量最高为253 g/L,产率为1.03 g/(L.h)。但甘油产量与葡萄糖的浓度呈正相关,分批补料并不能有效抑制甘油的生成,反而导致发酵周期大大延长,对于工业化生产极其不利。通过对甘油的生成及消耗过程中关键酶胞浆3-磷酸甘油脱氢酶(ctGPD)、3-磷酸甘油酯酶(GPP)、线粒体3-磷酸甘油脱氢酶(mtGPD)酶活测定,确定胞浆3-磷酸甘油脱氢酶为甘油合成途径的关键酶,为以后对圆酵母B84512中甘油代谢途径的基因工程改造选育奠定了基础。     

生物柴油生产及其副产物甘油的有效利用

甘油是生产生物柴油的主要副产品,随着世界范围内生物柴油需求量和生产量的迅猛增长,甘油的有效利用也成为紧迫课题。对生物柴油的生产及利用,生物柴油副产物甘油生产高附加值的新产品和新途径进行了介绍,以期充分利用天然再生资源。