离子液体辅助混合酸降解玉米秸秆制取生物燃料及5-羟甲基糠醛

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1、学校代码：10289分类号：TQ352密级：公开学号：122300008江苏科技大学硕士学位论文离子液体辅助混合酸降解玉米秸秆制取生物燃料及5-羟甲基糠醛研究生姓名李天程导师姓名季更生申请学位类别理学硕士学位授予单位江苏科技大学学科专业生物化学与分子生物学论文提交日期2015年4月27日研究方向生物质能源论文答辩日期2015年6月9日答辩委员会主席武国华评阅人2015年4月27日分类号：TQ352密级：公开学号：122300008理学硕士学位论文学生姓名李天程指导教师季更生副教授江苏科技大学二〇一五年六月AThesisSubmittedinFulfillmentoftheRequirement

2、sfortheDegreeofMasterofScienceDegradationofcornstrawintobiofueland5-hydroxymethyylfurfural(HMF)bymixedacidwithIonicLiquidSubmittedbyLiTianchengSupervisedbyAssociateProfessorJiGengShengJiangsuUniversityofScienceandTechnologyJune2015江苏科技大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，为本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容

3、外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：年月日江苏科技大学理学硕士学位论文江苏科技大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权江苏科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于：(1)保密□，在年解密后适用本授权书。(2)不保密□。学位论

4、文作者签名：指导教师签名：年月日年月日IV江苏科技大学理学硕士学位论文摘要随着化石能源的急剧消耗，全球环境问题的日益严峻，生物质能源成为了能源领域研究的热点。由于资源丰富、价格低廉、可再生，天然纤维素有望成为化石燃料的替代品。因此，对玉米秸秆制备生物燃料与5-羟甲基糠醛进行了研究。首先一步法合成得到离子液体：1-甲基-3-甲基咪唑磷酸二甲基盐（[DMIM][DMP]）、1-乙基-3-甲基咪唑磷酸二乙酯盐（[EMIM][DEP]）、1-乙基-3-甲基咪唑硫酸氢根（[EMIM][HSO4]）、1-乙基咪唑氯盐（[EMIM]Cl），以桑枝、甘蔗渣、玉米秸秆和纤维素为原料分别制备四种固体酸离子液体，红

5、外光谱、核磁对其分别进行表征。通过超低混合酸模拟酶降解纤维素，对反应的影响因素进行了考察。最优化的反应条件是混合酸浓度0.1%，微波720W、180℃、3min，此时的转化率可到达97.5%。对纤维素的超低酸降解的过程，进行动力学模拟，结果是Maleic-HCl催化性能高于Maleic和Maleic-H2SO4。高温有利于葡萄糖降解反应；低温有利于纤维素降解成葡萄糖的反应。四种固体酸离子液体为催化剂，催化软脂酸与甲醇制备生物柴油，其中桑枝固体酸离子液体作为催化剂的生物柴油转化率达到93.41%。以[DMIM][DMP]离子液体为介质，玉米秸秆为原料，通过纤维素酶的原位酶解和假丝酵母的原位发酵制

6、备生物乙醇，最优化条件是温度为30℃，pH为5.0，反应60h，乙醇产率达到60.375%。以离子液体1-甲基-3-甲基咪唑磷酸二甲基盐（[DMIM]DMP）作为溶剂和反应介质，研究超低浓度的混合酸（0.1%马来酸与盐酸）下催化纤维素转化制备5-HMF。反应时间9min，温度240℃，微波功率720W，酸浓度0.1%，固液比1:50为最佳反应条件，此条件下5-羟甲基糠醛的产率最高可达29.13%，转化效率6.48mg/min。关键词：离子液体；混合酸；玉米秸秆；生物燃料；5-羟甲基糠醛IIIV摘要AbstractWithrapidconsumptionoffossilenergy,enviro

7、nmentalproblemsarebecomingmoreandmoreserious.Biomassenergyhasbecomeahotspot.Duetoabundantsources,lowprice,renewable,naturalcelluloseisexpectedtobecomeasubstituteforfossilfuels.Therefore,degradationofc