纤维素∕生物质热解生成脱水糖衍生物的机理以及选择性制备技术研究进展.pdf

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1、化工进展2016年第35卷第5期CHEMICALINDUSTRYANDENGINEERINGPROGRESS·1387·纤维素/生物质热解生成脱水糖衍生物的机理以及选择性制备技术研究进展董晓晨，叶小宁，张智博，胡斌，陆强，董长青（华北电力大学生物质发电成套设备国家工程实验室，北京102206）摘要：纤维素/生物质快速热解过程中会形成多种脱水糖衍生物，包括左旋葡萄糖酮（LGO）、1,4:3,6-二脱水-α-D-吡喃葡萄糖（DGP）、1,5-脱水-4-脱氧-D-甘油基-己-1-烯-3-阿洛酮糖（APP）和1-羟基-3,6-二氧二环

2、[3.2.1]辛-2-酮（LAC）等，这些脱水糖衍生物均具有很高的化工应用价值。然而在常规热解过程中，这些产物的产率都非常低，使得后续的分离提取十分困难；而在适当的催化热解条件下，其产率可以大幅提升，从而实现目标产物的选择性制备。基于此，本文首先概述了国内外学者对这4种脱水糖衍生物热解生成机理的实验以及密度泛函理论研究；随后总结了针对LGO和LAC这两种产物，现阶段已开发的选择性热解制备技术，包括最佳的催化剂以及催化热解反应条件；最后提出了未来在脱水糖衍生物生成机理以及选择性制备技术方面需要开展的工作。关键词：纤维素；生物质；

3、热解；选择性中图分类号：TK6文献标志码：A文章编号：1000–6613（2016）05–1387–09DOI：10.16085/j.issn.1000-6613.2016.05.018Progressinformationmechanismandselectiveproductionofanhydrosugarderivativesfrompyrolysisofcellulose/biomassDONGXiaochen，YEXiaoning，ZHANGZhibo，HUBin，LUQiang，DONGChangqing（Nat

4、ionalEngineeringLaboratoryforBiomassPowerGenerationEquipment，NorthChinaElectricPowerUniversity，Beijing102206，China）Abstract：Duringthefastpyrolysisofcellulose/biomass，variousanhydrosugarderivativesareproduced，includinglevoglucosenone(LGO)，1,4:3,6-dianhydro-α-D-glucop

5、yranose(DGP)，1,5-anhydro-4-deoxy-D-glycero-hex-1-en-3-ulose(APP)and1-hydroxy-3,6-dioxabicyclo[3.2.1]octan-2-one(LAC).Thefouranhydrosugarderivativesallhavehighapplicationvaluesinchemicalindustry.However，fortheconventionalpyrolysisprocess，theyieldsofthemareverylow，whi

6、chmakestheirseparationverydifficult.Whereas，underpropercatalyticpyrolysisconditions，theyieldscanbegreatlyimproved，soastoachievetheirselectiveproduction.Thispaperfirstlysummarizestheexperimentalandtheoreticalstudiesontheformationmechanismofthefouranhydrosugarderivati

7、ves，andthendescribestheselectiveproductiontechniquesoftheLGOandLAC，includingthebestcatalystsandthecatalyticpyrolysisreactionconditions.Finally，futureresearchesareproposedtodisclosetheformationmechanismandoptimizetheselectiveproductiontechniquesoftheanhydrosugarderiv

8、atives.Keywords：cellulose；biomass；pyrolysis；selectivity收稿日期：2015-10-20；修改稿日期：2015-11-06。第一作者：董晓晨（1991—），女，硕士研究生。联系人：陆强，副基金项目：国家自然科学基金（5127