稻壳制备糠醛的研究

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1、稻壳制备糠醛的研究摘要]研究了硫酸，无机盐催化稻壳水解制备糠醛的试验。常压下采用反应-萃取的集成工艺，分别对无机盐催化剂的选择、硫酸浓度、反应时间、液固比（硫酸与稻壳质量比）四项参数进行了糠醛收率的研究。研究得出生产糠醛的最佳水解工艺参数为：无机盐催化剂氯化铁（无水，适量），硫酸浓度8%，水解时间10h，液固比5︰1。糠醛得率达到理论量的65%。[关键词]生物质稻壳糠醛多聚戊糖三氯甲烷0引言长期以来化石资源的利用为人民生活以及工业生产提供了丰富的运输能源与物质资料，带动了人类社会的空前繁荣与经济的快速发展。人类需求量的持续增长使国际原油价格一路飙升，几年来年世界原油价格居高不下。但是，化石

2、资源是不可再生的，近年来随着石油资源的日益枯竭，目前世界己探知原油储量约为一万亿桶，若考虑到今后新的油田发现、新的采油技术的运用和现有油田可能的扩容，世界原油储量可能会达到两万亿桶。即使按目前世界原油每年300亿桶的速度消费，世界石油储量也只能维持几十年。我国很多资源不足，油气、煤炭资源十分有限。环境污染，能源危机等问题制约着经济的高速发展，迫使我们必须开拓新的领域，寻找新的能源替代方式。目前，生物质资源被认为是替代化石资源的最佳选择。生物质是指利用水、土地、大气等通过光合作用而产生的各种有机体。即一切有生命的，可以生长的有机物质统称为生物质。它包括植物、动物及微生物。狭义上，生物质主要是

3、指农林业生产过程中除果实以外的秸秆、粮食、农产品加工业的下脚料、树木等木质纤维素、农林废弃物以及畜牧业生产过程中的废弃物和畜禽粪等物质；广义上，生物质包括所有的微生物，植物以及以它们为食物的动物以及其生产的废弃物[1]。糠醛由于其分子结构特殊，化学性质活泼，衍生物多，并且仅能由农林原料制得，是生物质加工产物中非常重要的一种。0.1糠醛综述0.1.1糠醛物理化学性质简述0.1.1.1糠醛的物理性质糠醛(2-furfuraldehyde或Furfural)，又名呋喃甲醛，其分子式为C5H402，分子量96.08，结构式为：9糠醛是一种无色透明油状液体，具有类似杏仁浊的味道。沸点为161.7℃，

4、挥发性小，具有一定毒性[2,3]。对皮肤有刺激作用，应避免直接接触。糠醛能溶于许多有机溶剂如乙醚、醋酸、异丁醇、丙酮、苯、三氯甲烷、醋酸乙酯、四氯化碳、氮苯、己二醇、风吕醇、氮萘、甲苯、松节油等。糠醛也能和一些有机酸如蚁酸、乳酸、油酸、醋酸、酪酸、丙酸、环烷酸等混溶。糠醛和水部分互溶，两相组成随温度不同而变化。在临界温度122.7℃以上时，糠醛和水能以任意比混溶，20℃的时候在水中溶解度为8.3％。糠醛也与水能形成最低恒沸物。在常压下，恒沸点为97.9℃，恒沸物组成：水64％，糠醛36％。工业糠醛为一成分比较复杂的混合物，含有少量糠酸、糠醇、甲基糠醛等。颜色为透明淡黄色，贮存过程中颜色会逐

5、渐加深，最后变成暗棕色，这是因为部分糠醛在氧和光的作用下氧化的结果。0.1.1.2糠醛的化学性质由于糠醛具有醛基，二烯基醚官能团，因此糠醛具有醛、醚、二烯烃等化合物的性质，特别是与苯甲醛性质相似[3]。在一定条件下，糠醛能发生如下化学反应：(1)糠醛经氧化制取顺顺丁烯二酸酐、糠酸、丁烯二酸、呋喃甲酸。(2)在气相条件下，糠醛可经触媒氧化成失水苹果酸。(3)糠醛加氢可制取甲基呋喃、糠醇、四氢化糠醇、甲基四氢呋喃。(4)糠醛蒸汽与水蒸汽经触媒脱碳后可制备呋喃。(5)糠醛在强碱作用下可发生康尼查罗反应，生成糠醇及糠酸钠。(6)糠醛可在有机碱或脂肪酸盐的作用下发生柏琴反应，同酸酐缩合而生成呋喃丙烯

6、酸。(7)糠醛与酚类化合物缩合可生成热塑性树脂；与丙酮缩合制取糠酮树脂等；与尿素、三聚氰胺缩合可制造塑料。0.1.2糠醛用途[4]糠醛的化学性质活泼,可以通过缩合、氧化等反应制取众多的衍生物,是一种很重要的有机化工产品,其用途非常广泛。广泛用于合成塑料、医药、农药等工业;它还是非常好的有机溶剂，可用于提炼高级润滑油和柴油;糠醛的衍生物也有很高的附加值，特别是糠基醇，它是生产呋喃树脂的基础原料；糠醛是非常重要的有机化工中间体，可以制备乙酰丙醇、戊二烯、戊二醇以及酮类和甲基四氢呋喃等。0.1.3糠醛生产的工艺9糠醛生产主要是利用植物原料中的戊聚糖。植物纤维中主要含有纤维素、木质素、半纤维素。其

7、中主要是半纤维素中的戊聚糖水解先生成戊糖，然后再由戊糖生产糠醛；纤维素也可以水解得到葡萄糖；木质素也可以用来生产苯和苯酚。植物纤维中戊聚糖的聚合度一般是80～150个戊糖基团，但天然纤维素的聚合度约1500～3000个葡萄糖基团，因此相对而言戊聚糖的水解比纤维素的水解容易了很多。若选择适宜的水解条件，使植物纤维中的戊聚糖接近全部转化为戊糖，但相同条件下纤维素却不起反应。糠醛是由戊聚糖在酸的作用下水解生成戊糖，然后再由戊糖