乙酸盐催化糖类热解制备乙酸的研究
发布时间：2021-03-31 11:33
目前乙酸制备方法主要依赖于不可再生的石油资源,现有的采用生物质制备乙酸的方法除发酵法外工业应用困难。本课题采用糖类作为热解原料来制备乙酸。以廉价的金属乙酸盐为催化剂,考察热解条件（热解温度、加热时间、催化剂用量等）和催化方式（原位催化,在线催化,浸渍预处理催化法）对糖类热解产物组成和分布的影响。以四种单糖（D-甘露糖、D-（-）-阿拉伯糖、1,6-脱水-β-D-葡萄糖和D-（+）-半乳糖）作为补充,以糠醛作为模型化合物,以期阐明乙酸盐催化葡萄糖热解机理。本文利用热重分析、Py-GC/MS表征手段对催化剂使用前后糖类失重行为和热解产物组成及分布分析。得出结果和结论如下:热重结果表明,多种乙酸盐（Li+,Na+,K+,Ca2+,Mg2+,Ni2+）和碳酸盐（Li+,K+）均会使降低葡萄糖初始分解温度（Ti）和最大质量损失率温度（Tmax）。除乙酸镍外,这些盐与微晶纤维素（MCC）混合也会导致MCC的Ti和Tmax向低温方向移动。乙酸镍的特殊性归结于其热分解过程的复杂性。乙酸盐可以显著提高葡萄糖热解产物中乙酸的收率,改变产物生成路径,使其从易于生成呋喃类物质转变为生成乙酸。在选择性制备乙酸方...
【文章来源】：东北林业大学黑龙江省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
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【参考文献】：
期刊论文
[1]木质纤维素生物质组分的催化快速热解[J]. 周伟,毕亚东,陈慧,胡剑利. 天津理工大学学报. 2018(03)
[2]金属氧化物催化热解微晶纤维素[J]. 邹群,戴贡鑫,林海周,王树荣. 化工进展. 2018(05)
[3]基于TG-FTIR和Py-GC/MS的生物质三组分快速热解机理研究[J]. 马中青,马乾强,王家耀,周涵芝,赵超. 科学技术与工程. 2017(09)
[4]生物质内在碱金属催化特性的TG-FTIR实验研究[J]. 赵洁霞,周臻,田红,孙俊,曾凤清,刘成. 环境科学学报. 2017(09)
[5]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[J]. 董晓晨,叶小宁,张智博,胡斌,陆强,董长青. 化工进展. 2016(05)
[6]催化快速热解生物质制备高附加值化学品研究进展[J]. 姚倩,徐禄江,张颖. 林产化学与工业. 2015(04)
[7]Improved two-step hydrothermal process for acetic acid production from carbohydrate biomass[J]. Zhibao Huo,Yan Fang,Guodong Yao,Xu Zeng,Dezhang Ren,Fangming Jin. Journal of Energy Chemistry. 2015(02)
[8]钾对松木热解特性影响实验研究[J]. 武宏香,刘安琪,李兰兰,王小波,赵增立,李海滨,何方. 燃料化学学报. 2014(04)
[9]钾元素对生物质主要组分热解特性的影响[J]. 武宏香,李海滨,冯宜鹏,王小波,赵增立,何方. 燃料化学学报. 2013(08)
[10]纤维素与木质素共热解试验及动力学分析[J]. 金湓,李宝霞. 化工进展. 2013(02)
博士论文
[1]改性HZSM-5作用下聚丙烯基木塑的热解研究[D]. 林晓娜.东北林业大学 2016
[2]热解酸化蔗糖制备低聚焦糖的研究[D]. 王军.华南理工大学 2011
[3]纤维素快速热解机理的分子模拟研究[D]. 黄金保.重庆大学 2010
[4]生物质选择性热解液化的研究[D]. 陆强.中国科学技术大学 2010
硕士论文
[1]基于py-gc/ms及原位红外纤维素热解机理研究[D]. 郭振戈.华南理工大学 2016
[2]基于TGA-GC-MS的葡萄糖及其衍生物热解试验研究[D]. 邓超.华中科技大学 2015
[3]果糖与纤维二糖快速热解机理研究[D]. 廖航涛.华北电力大学 2014
[4]碱金属/碱土金属对生物质热解特性影响的实验研究[D]. 李志远.华中科技大学 2008
[5]乙烯直接氧化制备乙酸的研究[D]. 张连中.中国科学院研究生院（大连化学物理研究所） 2004
本文编号：3111364
【文章来源】：东北林业大学黑龙江省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－３本文技术路线图??Ｆｉｇｕｒｅ?１－３?Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ?ｒｏａｄｍａｐ?ｏｆ?ｔｈｉｓ?ａｒｔｉｃｌｅ．??
ｌｙｓｔ?ｉｓ?１：０．２５??１００?丨丨＿丨丨＿一?＿?＿???ｒ?－６０??１＇ｎ．??Ｇｌｕｃｏｓｅ??８０－?＼＼?＼—＾；ＸｔＵｒｅ??＼?＼?——?ＫＡｃ?￣??＾?Ｗ??Ｍｉｘｔｕｒｅ?＾??Ｉ６０－?１??｜４〇－?？?Ｉ?＇?＾?｜??Ｈ?＾－２０Ｑ??２〇?－?ｉ?；?＼?＼??Ｊｊ?八??０?Ｉ?｜?１１?丨丨丨丨＂＂丨丨乂＜１￣￣０??１００?２００?３００?４００?５００?６００?７００??Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ??图３－１葡萄糖，乙酸钾及其混合物（ｌ：０．２５ｗｔ／ｗｔ）的ＴＧ和ＤＴＧ曲线，升温速率４０°Ｃ／ｍｉｎ，温度范??围?３０〇Ｃ？７００ｏＣ??Ｆｉｇｕｒｅ．?３－１?ＴＧ?ａｎｄ?ＤＴＧ?ｃｕｒｖｅｓ?ｏｆ?ｇｌｕｃｏｓｅ，?ＫＡｃ?ａｎｄ?ｔｈｅｉｒ?（１：０．２５?ｗｔ／ｗｔ）?ｍｉｘｔｕｒｅ．?Ｔｈｅ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?ｓｐａｎ??ｆｒｏｍ?３０?°Ｃ?ｔｏ?７００?°Ｃ?ｗａｓ?ｓｔｕｄｉｅｄ?ｕｓｉｎｇ?ａ?ｈｅａｔｉｎｇ?ｒａｔｅ?ｏｆ?４０?°Ｃ?／ｍｉｎ．??图３－１中给出了葡萄糖，乙酸钾及其混合物的ＴＧＡ和差示热重（ＤＴＧ）结果。由ＴＧＡ??－１０－??
钾的分解，与单纯乙酸钾的ＤＴＧ曲线相比，混合物中乙酸钾的分解温度向高??温方向移动，说明在葡萄糖存在对乙酸钾形成一种保护作用，使乙酸钾更难于分解。??１００?－ｒ＾Ｔ??ｒ－６０???Ｇｌｕｃｏｓｅ??＼?＼??ＮａＡｃ??８０－?＼?＼?＼??Ｍｉｘｔｕｒｅ．??＼＼?＾＝ＮａＡｃ?－４０?笞??ｒ：?Ｉ?一?ｉ??２０－Ｘ／??０－＾￣￣Ｉ￣■￣Ｉ￣￣￣Ｉ￣＾Ｉ￣■￣Ｍ）??１００?２００?３００?４００?５００?６００?７００??Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ??图３－２葡萄糖，乙酸钠及其混合物（ｌ：〇．２５ｗｔ／ｗｔ）的ＴＧ和ＤＴＧ曲线，升温速率４０°Ｃ／ｎｉｉｎ，温度范??Ｓ?３０°Ｃ￣７００°Ｃ??Ｆｉｇｕｒｅ?３－２?ＴＧ?ａｎｄ?ＤＴＧ?ｃｕｒｖｅｓ?ｏｆ?ｇｌｕｃｏｓｅ，?ＮａＡｃ?ａｎｄ?ｔｈｅｉｒ?（１：０．２５?＼ｖｔ／ｗｔ）?ｍｉｘｔｕｒｅ．?Ｔｈｅ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?ｓｐａｎ??ｆｒｏｍ?３０?°Ｃ?ｔｏ?７００?°Ｃ?ｗａｓ?ｓｔｕｄｉｅｄ?ｕｓｉｎｇ?ａ?ｈｅａｔｉｎｇ?ｒａｔｅ?ｏｆ?４０?°Ｃ?／ｍｉｎ．??图３－２中给出了葡萄糖，乙酸钠及两者混合物的ＴＧＡ和ＤＴＧ结果。乙酸钠Ｔ，为??４６４。（：，３５０°Ｃ时质量残留百分比为９９％，乙酸钠热解特性与乙酸钾相似，武宏香等人??在用乙酸钠和乙酸钾催化纤维素热解时发现两种催化剂催化效果也一致［４２］。葡萄糖和乙??酸钠的ＤＴＧ曲线均有一个明显的峰对应于该纯物质分解，并未出现失水峰说明隔夜干??燥后的原料未吸水受潮。与葡萄糖和乙酸钾混合物相似，在该混合物的ＤＴＧ曲线上也??出现两个明显的峰，在１００？２５０°Ｃ区间中的峰对应于
【参考文献】：
期刊论文
[1]木质纤维素生物质组分的催化快速热解[J]. 周伟,毕亚东,陈慧,胡剑利. 天津理工大学学报. 2018(03)
[2]金属氧化物催化热解微晶纤维素[J]. 邹群,戴贡鑫,林海周,王树荣. 化工进展. 2018(05)
[3]基于TG-FTIR和Py-GC/MS的生物质三组分快速热解机理研究[J]. 马中青,马乾强,王家耀,周涵芝,赵超. 科学技术与工程. 2017(09)
[4]生物质内在碱金属催化特性的TG-FTIR实验研究[J]. 赵洁霞,周臻,田红,孙俊,曾凤清,刘成. 环境科学学报. 2017(09)
[5]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[J]. 董晓晨,叶小宁,张智博,胡斌,陆强,董长青. 化工进展. 2016(05)
[6]催化快速热解生物质制备高附加值化学品研究进展[J]. 姚倩,徐禄江,张颖. 林产化学与工业. 2015(04)
[7]Improved two-step hydrothermal process for acetic acid production from carbohydrate biomass[J]. Zhibao Huo,Yan Fang,Guodong Yao,Xu Zeng,Dezhang Ren,Fangming Jin. Journal of Energy Chemistry. 2015(02)
[8]钾对松木热解特性影响实验研究[J]. 武宏香,刘安琪,李兰兰,王小波,赵增立,李海滨,何方. 燃料化学学报. 2014(04)
[9]钾元素对生物质主要组分热解特性的影响[J]. 武宏香,李海滨,冯宜鹏,王小波,赵增立,何方. 燃料化学学报. 2013(08)
[10]纤维素与木质素共热解试验及动力学分析[J]. 金湓,李宝霞. 化工进展. 2013(02)
博士论文
[1]改性HZSM-5作用下聚丙烯基木塑的热解研究[D]. 林晓娜.东北林业大学 2016
[2]热解酸化蔗糖制备低聚焦糖的研究[D]. 王军.华南理工大学 2011
[3]纤维素快速热解机理的分子模拟研究[D]. 黄金保.重庆大学 2010
[4]生物质选择性热解液化的研究[D]. 陆强.中国科学技术大学 2010
硕士论文
[1]基于py-gc/ms及原位红外纤维素热解机理研究[D]. 郭振戈.华南理工大学 2016
[2]基于TGA-GC-MS的葡萄糖及其衍生物热解试验研究[D]. 邓超.华中科技大学 2015
[3]果糖与纤维二糖快速热解机理研究[D]. 廖航涛.华北电力大学 2014
[4]碱金属/碱土金属对生物质热解特性影响的实验研究[D]. 李志远.华中科技大学 2008
[5]乙烯直接氧化制备乙酸的研究[D]. 张连中.中国科学院研究生院（大连化学物理研究所） 2004
本文编号：3111364
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