路易斯酸催化玉米芯水解制取糠醛的研究.pdf

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1、分类号：单位代码：工大论文题目：路易斯酸催化玉米芯水解制取糠醛的研究作者姓名冯培良专业名称化学工艺导师姓名王君教授完成时间：二—五年六月中图分类号：论号学科分类号：密级：公开安徽理工大学硕士学位论文路易斯酸催化玉米芯水解制取糠醛的研究作者姓名：冯焙良专业名称：化学工艺研究方向：生物质能导师姓名：王君教授导师单位：安黴理工大学答辩委员会主席论文答辩日期：年月日安徽理工大学研究生处年月日ADissertationinChemicalEngineerir^StudyonFurfuralPreparationViaCatalyticHydrolysisofCornCobby

2、LewisAcidsCandidate:FengPeiliangSiqpervisor:Prof.WangJunSchoolofChemicalEngineeringAnHuiUniversityofScienceandTechnologyNo.168，独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得—安徽理工大学或其他教育机构的学位或证书而用过的材料与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢

3、意。学位论文作者签名：’日期：丨年学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解安徽理工大学有保留、使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于安徽理工大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权安徽理工大学可以将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、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本授权书）学位论文作者签名：签字曰期年《月及曰导师签名：签字曰期：及吃一月曰摘要摘要随着时代的进步和经济的发展，人们对化石能源的依赖程度越来越高，长此以

4、往，化石能源是一种非可再生能源，终将枯竭。生物质能作为一种新的可再生能源，具有代替化石能源的潜质，它的利用越来越受到广大研究者的关注。糠醛是由生物质中的大分子多糖半纤维素水解得到的，目前被广泛应用于食品、农药、医药、橡胶和石油精炼等领域，糠醛既可以直接用作液体燃料，也可以用作中间体生产其他产品，形成生物质基平台化合物产业链。本文针对糠醛在工业生产中，稀硫酸作催化剂时，毒性大、回收困难、污染严重等问题，选取多种温和的路易斯酸作催化剂，以玉米芯原料为研究对象，探讨了催化剂种类、催化剂浓度、液固比、反应温度、反应时间对玉米芯水解制取糠醛的影响。通过单因素考察实验表明：糠醛

5、的收率随着催化剂浓度的升高而逐渐增大，随着液固比的增大呈现先升高后降低的趋势，随着反应温度的升高因催化剂的种类而异，有的逐渐升高，有的先升高后降低，随着反应时间的延长呈现先升高后降低的趋势。从糠醛的收率可以看出，作催化剂吋，对玉米芯水解制取糠醛的选择性较好，当条件为催化剂浓度质量分数，液固比（，反应°，反应时间时，制取糠醛的效果最佳，糠醛的收率可达到。以作催化剂，采用响应面法分析催化剂浓度、液固比（、反应温度°、反应时间（等因素以及各因素之间的交互作用对糠醛收率的影响，建立数学模型分析可知，各因素之间的影响顺序为反应温度大于反应时间大于催化剂的浓度大于液固比，各因素

6、之间的交互作用不明显，但是反应时间和反应温度交互作用、反应时间和催化剂浓度交互作用时对糠醛的收率有一定影响，通过响应面优化水解玉米芯制取糠醛的条件可以得到作催化剂时，解玉米芯制取糠醛的理想条件为催化剂浓度，液固比（，反应温度°，反应时间，糠醛的收率达到峰值。对水解后的玉米芯残澄进行扫描电镜分析其形态结构变化，尺解后玉米芯结构呈现不规则的片状，与水解前规则玉米芯的致密结构变化较大，可以推测半纤维素已经水解。本文对玉米芯水解制取糠醛的过程进行动力学分析，由阿伦尼乌斯方程和实验数据拟合求取作催化剂时玉米芯水解制取糠醛、玉米芯中半纤维素水解获得木糖和木糖脱水环化形成糠醛的动

7、力学常数。当反应温度在°时，玉米芯水解制取糠醛的反应速率常数为，表观活化能为，指前因子为，玉米芯中半纤维素水解获得木糖的反应速率常数为，表观活化能为指前因子为木糖脱水环化形成糠醛的反应速率常数为，观活化能为，安徽理工大学硕士学位论文指前因子为。图表参纖词：糠醛；路易斯酸；球芯；催化剂；水解分类号：AbstractAbstract^ththeeraofprogressandeconomicdevelopment,humansocietyisbecomingmoreandmoreindependentonfossilenergy.Fossilenergythatis