固体酸催化木糖水溶液制备糠醛的工艺研究.pdf

《固体酸催化木糖水溶液制备糠醛的工艺研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、固体酸催化木糖水溶液制备糠醛的工艺研究王远魁2014年12月中图分类号：TQ028.1UDC分类号：540固体酸催化木糖水溶液制备糠醛的工艺研究作者姓名王远魁学院名称化工与环境学院指导教师张青山教授答辩委员会主席李增喜教授申请学位工学硕士学科专业化学工程与技术学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年1月TechnicalstudyforconversionofxylosesolutionintofurfuraloverthesolidacidCandidateName:YuankuiWangSchoolorDepartment:SchoolofChemicalEngineering

2、andEnvironmentFacultyMentor:Prof.QingshanZhangChair,ThesisCommittee:Prof.ZengxiLiDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor:ChemicalEngineeringandTechnologyDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDenfence:January,2015研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其

3、他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：北京理工大学硕士学位论文摘要石油资源作为一种不可再生资源，其利用受到了诸多限制，人们迫不及待地要寻求一种可替代石油的生物化学品。在这种环境下，生物质资源进入人们的视野。糠醛是生物质资源的衍生品，由于其在食品行业，香料合成，药物领域，合成树脂，有机溶剂和合成纤维方面的广阔应用，糠醛及其衍生品的研究成为了生物质资源利用的研究热点。作为生物质资源平台的重要化合物，糠醛目前只能由生物质降

4、解得到，还不能由其他化学品合成。目前，工业上主要由矿物酸催化木糖脱水环化制备糠醛，然而，由于矿物酸催化会导致设备腐蚀、环境污染和一些安全问题，矿物酸催化剂的应用受到了很大限制。固体酸对设备无污染，不会产生大量的酸性废水，并且容易分离，是糠醛生产的一种绿色催化剂。本文自制了固体酸催化剂，并选择了一种催化条件较好的硫氧化锆类固体酸用于催化木糖的脱水环化反应。在硫酸催化的基础上，研究了硫氧化锆固体酸催化木糖的脱水环化反应，利用单因素变量法分别考察了萃取剂、反应温度、反应时间、催化剂含量对糠醛产率的影响。本文通过实验，获得了硫氧化锆固体酸催化木糖脱水环化反应的最佳反应条件为30mLDMSO、2.

5、0g木糖、2.5g硫氧化锆固体酸催化剂，在160℃下反应4小时，得到的糠醛的产率为47.7%。虽然硫氧化锆固体酸催化的产率较硫酸催化的产率低，但是固体酸催化剂不腐蚀设备，不会产生大量的废水，有着很好的可重复使用性能，所以固体酸催化剂有着广泛的应用前景。关键词：糠醛；木糖；固体酸；脱水环化。I北京理工大学硕士学位论文AbstractRapidlygrowingworldwideenergydemandhastriggeredarenewedinterestinproducingfuelsfrombiomasstoaddtoworldwideenergysupplies.Becauseoft

6、heimportantapplicationsinorganicchemicalindustry,thesynthesisofplastics,pharmaceutical,pesticidesandsoon,furfuralanditsproductionprocesshavebeenahotspotofresearchinthefieldofBiomassenergy.Furfural,asoneofthemostpromisinggreenplatformchemicalcompound,thereisnosyntheticrouteavailableforfurfuralprod

7、uction;thereforefurfuralisexclusivelyproducedfromrenewablebiomassresourcesbyacid-catalyzeddehydrationofpentoses.ConventionalmineralacidsaregenerallyusedascatalystsfortheconversionofD-xylosetofurfural.However,theseminer