棉稈制備羥甲基糠醛的實驗研究.pdf

1、隨著不可再生的化石資源的不斷消耗及全球能源需求的急劇增長，尋求一條可持續(xù)的能源利用途徑已經(jīng)迫在眉睫。生物質(zhì)資源作為一種來源廣泛、價格低廉的可再生能源也引起了人們的格外重視。我國是一個農(nóng)業(yè)大國，木質(zhì)纖維素類的生物質(zhì)資源儲量十分豐富，這類資源可替代石油作為原料來制備重要的平臺化合物。其中羥甲基糠醛(HMF)就是一種重要的化工產(chǎn)品。
　　 本文采用水熱法來研究棉稈的降解過程。棉稈中富含纖維素、半纖維素、木質(zhì)素，反應(yīng)原理是利用纖維素在酸

2、性條件下可以水熱降解生成目標(biāo)產(chǎn)物羥甲基糠醛，主要考察了單相體系和兩相體系中反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間、液固比等因素對目標(biāo)產(chǎn)物羥甲基糠醛產(chǎn)率的影響。采用紅外光譜、高效液相色譜儀、紫外分光光度儀等儀器對反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行分析。此外，也研究了不同反應(yīng)條件對中間產(chǎn)物還原糖產(chǎn)量以及殘渣率的影響，以提高目標(biāo)產(chǎn)物產(chǎn)率為主要目標(biāo)，并選擇最優(yōu)的工藝條件。
　　 研究表明，對于單相體系或甲基異丁基酮-水的兩相體系，升高反應(yīng)溫度和增大液固比都可以顯著提高目標(biāo)產(chǎn)物的

3、產(chǎn)率。單相體系實驗中以HZSM為催化劑，反應(yīng)溫度為230℃、反應(yīng)時間為120min，隨著催化劑從0g增加到0.4g，目標(biāo)產(chǎn)物的產(chǎn)率從3.8％提高到7.7％。說明加入一定量的該類催化劑可以有效提高棉稈的水解效率。對于兩相體系，當(dāng)反應(yīng)溫度為190℃、反應(yīng)時間為90min、有機相與水體積比為4∶1，隨著催化劑用量從0g增加到0.3g，羥甲基糠醛的產(chǎn)率4.2％提高到7.6％。另外，中間產(chǎn)物還原糖的產(chǎn)量和殘渣率也受反應(yīng)條件的影響很大。