功能化離子液體催化纖維素制備糠醛類(lèi)化合物的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、隨著化石等不可再生能源的不斷消耗，能源危機(jī)時(shí)刻威脅著人類(lèi)的生存和發(fā)展，燃燒化石能源帶來(lái)的環(huán)境污染也是當(dāng)今社會(huì)關(guān)注的問(wèn)題。如何去解決能源問(wèn)題并保護(hù)環(huán)境，要求著人們?nèi)ラ_(kāi)發(fā)替代化石能源的可再生資源。
　　生物質(zhì)資源在自然界中廣泛存在，是地球上最豐富的的可再生資源，目前受到極大的關(guān)注。利用纖維素可以制備5-羥甲基糠醛和糠醛是生物質(zhì)轉(zhuǎn)化利用的重要途徑。5-羥甲基糠醛和糠醛是重要的化工中間體，可以合成多種新的化合物，隨著科學(xué)技術(shù)進(jìn)步，生物質(zhì)資

2、源將為未來(lái)社會(huì)提供重要的能源和原料。
　　本文首先以微晶纖維素為原料，使用三種離子液體考察對(duì)微晶纖維素的溶解性，選取最合適的一種離子液體[BMIM]Cl溶解纖維素，催化制備5-羥甲基糠醛和糠醛。考察了催化劑用量，反應(yīng)時(shí)間，反應(yīng)溫度和物料配比等因素對(duì)5-羥甲基糠醛和糠醛得率的影響，并且確定最佳反應(yīng)條件為n（催化劑）∶n（微晶纖維素）=6∶100，反應(yīng)溫度140℃，反應(yīng)時(shí)間3h，w（離子液體）∶w（微晶纖維素）=10∶1，在此條件下5

3、-羥甲基糠醛和糠醛得率分別是26.6％和6.12％。
　　本文還進(jìn)一步以納米纖維素為原料，離子液體[BMIM]Cl為溶劑，催化制備5-羥甲基糠醛和糠醛?？疾炝舜呋瘎┯昧?，反應(yīng)時(shí)間，反應(yīng)溫度和物料配比等因素對(duì)5-羥甲基糠醛和糠醛得率的影響，并且確定最佳反應(yīng)條件為n（催化劑）∶n（納晶纖維素）=6∶100，反應(yīng)溫度140℃，反應(yīng)時(shí)間2h，w（離子液體）∶w（納晶纖維素）=10∶1.25，此時(shí)5-羥甲基糠醛和糠醛得率分別為28.3％和6

4、.64％。
　　本文最后一章對(duì)纖維素催化制備5-羥甲基糠醛做動(dòng)力學(xué)研究，研究結(jié)果:160℃條件下，纖維素水解速率常數(shù)K1=0.0159 min-1，葡萄糖轉(zhuǎn)化為5-羥甲基糠醛的速率常數(shù)K2=0.0006 min-1。170℃條件下，纖維素水解速率常數(shù)K1=0.0195min-1，葡萄糖轉(zhuǎn)化為5-羥甲基糠醛的速率常數(shù)K2=0.0012 min-1。纖維素水解成葡萄糖的活化能E1=32.548KJ/(mol·K)，葡萄糖轉(zhuǎn)化為5-羥甲