生物质醇解制备乙酰丙酸酯研究进展

随着化石资源的日渐枯竭,生物质能源的开发利用日益受到关注。生物质可用于生产生物燃料和平台化学品,在环保和回收方面具有重要意义。乙酰丙酸酯作为一种高附加值的平台化合物,在能源、食品、医药等领域有着广泛的应用。介绍了乙酰丙酸酯的理化性质和用途,以及生物质制备乙酰丙酸酯的合成方法,对不同催化体系催化制备乙酰丙酸酯最新研究进展进行了综述,分析了各种催化剂的优缺点,并指出了今后乙酰丙酸酯研究的发展方向。     

木质纤维生物质制备乙酰丙酸及其应用综述

随着资源的枯竭以及环境问题的日益严峻,可再生绿色资源的高值化利用日益受到重视。乙酰丙酸作为一种新一代生物质基绿色平台化合物,可用来制备燃料和高附加值的化学品。笔者详细介绍了木质纤维生物质制备乙酰丙酸的最新研究进展,重点介绍了乙酰丙酸的两条重要制备路径和各种催化体系的制备方法以及乙酰丙酸的应用。生产乙酰丙酸最原始的方法是在水溶液中进行。虽然液体酸制备乙酰丙酸具有反应效率高、反应时间短等优点,但也存在一些缺点,比如酸回收成本高、乙酰丙酸分离困难、对设备的要求高等,而固体酸的应用很好地克服了以上问题。固体酸催化剂制备过程需要考虑的是强酸位点的数量和酸位点的类型,这是生成目标化学品乙酰丙酸的关键因素。离子液体和γ-戊内酯作为绿色溶剂,也应用于乙酰丙酸的生产。此外,还对乙酰丙酸的衍生物5-氨基乙酰丙酸、γ-戊内酯和2-甲基四氢呋喃作了详细描述。最后分析了乙酰丙酸制备面临的可能挑战,提出了未来的研究方向,以期为广大研究者提供有益参考。     

乙酰丙酸酯催化合成研究进展

近年来,乙酰丙酸作为一种重要的生物基平台化合物吸引了广泛的关注,可合成多种具有高附加值的化学品,用于替代燃料、食用香料、塑化剂等领域,尤其是作为替代燃料为可持续发展提供了可行的参考方案。本文综述了近期生物质转化领域涉及乙酰丙酸酯催化合成的研究进展,介绍了乙酰丙酸酯化、糠醇醇解、单糖转化以及纤维素原料转化等方法催化合成乙酰丙酸酯的反应性能与机理,并对乙酰丙酸酯的合成进行了总结与展望。     

生物质制备乙酰丙酸酯研究进展

随着煤、石油等不可再生资源的不断消耗,利用可再生的生物质资源生产燃料与化学品越来越受到人们的关注.乙酰丙酸酯作为一类重要的化学品,具有十分广泛的用途.本文综述了利用生物质生产乙酰丙酸酯的研究进展,并对令后的发展趋势进行了展望.     

固体催化剂在生物质合成乙酰丙酸和乙酰丙酸酯中的应用研究进展

简单介绍了乙酰丙酸和乙酰丙酸酯的合成途径。乙酰丙酸的合成路径主要包括糠醇催化水解法、生物质直接水解法和半纤维素水解法,乙酰丙酸酯类的合成路径主要有乙酰丙酸酯化合成法、生物质直接醇解法、生物质经糠醇醇解法和5-氯甲基糠醛醇解法。综述了近年来固体催化剂在催化转化生物质合成乙酰丙酸和乙酰丙酸酯的研究进展,简要概述了用于催化生物质的固体超强酸、分子筛、杂多酸和树脂等固体催化剂类型,并展望了固体催化剂今后的发展应用。     

酸催化水解生物质产乙酰丙酸的现状分析

从原料来源、制备步骤和反应器、催化作用机理3个方面分析了酸催化水解生物质产乙酰丙酸的研究现状,尤其在作用机理方面,首先分析了从纤维素制糖类再制5-羟甲基糠醛,5-羟甲基糠醛制乙酰丙酸,葡萄糖直接制乙酰丙酸的机理,以及稀盐酸和稀硫酸环境中微晶纤维素制乙酰丙酸的动力学;然后深入分析了典型生物质在稀酸中的降解动力学及机理,为学者开展生物质产乙酰丙酸的研究提供信息,有利于学者进行选择性研究。     

固体酸SO2-4/SnO2催化转化葡萄糖制备乙酰丙酸丁酯

以沉淀-浸渍法合成的SO42-/SnO2固体酸为催化剂,于丁醇体系中催化葡萄糖转化合成乙酰丙酸丁酯.考察了不同反应条件以及催化剂的重复利用性对产物得率的影响,并利用XRD和NH3-TPD对使用前后的催化剂的结构和酸性进行了表征.实验结果表明:当催化剂于500℃焙烧3h,用量2.5％,反应温度200℃的条件下反应2h时,乙酰丙酸丁酯的得率最高达33.1％(摩尔得率,下同);回收利用的催化剂经过焙烧后使用催化性能有所下降,由最初的33.1％下降至回用5次后的12.8％.XRD和NH3-TPD分析结果表明,使用后催化剂的晶型结构仍保留,但酸强度和总酸量随重复使用次数增加却逐渐降低.     

极低酸水解对稻壳生成乙酰丙酸和纤维结构的影响

研究了极低酸水解对稻壳转化乙酰丙酸和纤维结构的影响.以0.1%的硫酸为催化剂,考察了稻壳水解生成乙酰丙酸的规律.结果显示:适宜的液固比为32:1(mL:g),温度240℃,水解时间30 min.在此条件下,原料纤维素和半纤维素的总转化率为12.81%.采用扫描电镜、X射线衍射仪和红外光谱对稻壳残渣进行表征,结果表明经水...     

玉米秸秆制备乙酰丙酸乙酯环境影响评价

我国是农业大国，秸秆资源量丰富，废弃秸秆的能源化、资源化利用既能减轻环境压力又能促进经济发展。利用玉米秸秆制备液体燃料可部分替代化石燃料，已成为当前的研究热点。本文采用生命周期评价法，对玉米秸秆基乙酰丙酸乙酯的整个制备过程进行环境分析，量化其对环境的具体影响。结果表明:各阶段环境影响指数中，制备阶段的环境影响指数最大，其次是预处理阶段、收运阶段和生长阶段，且生长阶段对环境产生正向效益。对于全球变暖的影响，生长阶段有碳减排作用。对于酸化、富营养化以及能源消耗等方面，制备阶段的影响最为显著。玉米秸秆基乙酰丙酸乙酯制备全过程的环境影响评价可为生物质制备液体燃料技术的推广应用提供理论参考。     

响应面法优化TiO_2-SiO_2固体酸水解杨木屑制备乙酰丙酸的研究

以杨木屑粉为原料,以TiO2-SiO2固体酸为水解催化剂,探讨了固体酸的用量、水解温度、液固比和水解时间对乙酰丙酸得率的影响,采用响应面法建立二次回归模型,并对水解工艺进行了优化。研究结果表明,当液固比为14∶1、固体酸的用量为3.53%、温度为241℃、水解时间为36min时为较优的制备工艺,在该工艺条件下,乙酰丙酸的得率为23.11%     

Chemical analysis of the product in acid-catalyzed solvolysis of cellulose using polyethylene glycol and ethylene carbonate

Degradation and decomposition of cellulose were studied in an acid-catalyzed solvolysis treatment of biomass using polyethylene glycol (PEG) and ethylene carbonate (EC). The solvolysis reaction was followed by a typical reaction system of wood liquefaction that uses sulfuric acid catalyst at 140° or 150°C at atmospheric pressure. The methods of fractionation and chemical analysis of the degraded cellulose in the solvolyzed product are discussed. The solvolyzed product was separated into several fractions, and they were hydrolyzed to release glucose and levulinic acid to determine the quantity of glucosides and levulinates in the solvolysis product. The data clearly showed that the solvolysis reaction had the same mechanism when using PEG or EC. Degradation of cellulose leads to the formation of glucosides, which then decompose, resulting in a levulinic acid structure, and producing a water-insoluble fraction. The conversion rates of both glucosides and levulinates strongly depend on the reaction conditions of the solvolysis. In particular, EC promotes faster conversion of the reactions. The method discussed here is a chemical analytical technique for characterization of the products of wood liquefaction.     

Characterization of the products resulting from ethylene glycol liquefaction of cellulose

The composition of liquefied cellulose in the presence of ethylene glycol (EG) was studied. The liquefied products were fractionated and analyzed with highperformance liquid chromatography and nuclear magnetic resonance. EG-glucosides were detected as the only saccharides and 2-hydroxyethyl levulinate as the highly decomposed compound derived from cellulose. Quantitative analysis of the EG-glucosides and levulinic acid that comes from the levulinate shows the presence of the following mechanism in the EG-liquefaction of cellulose. First, cellulose is degraded and produces considerable amounts of EG-glucosides during the early stage of liquefaction. Then, when liquefaction is prolonged, the glucosides are decomposed, leading to a large quantity of levulinates.     

Ru/C催化生物质基乙酰丙酸合成γ-戊内酯的研究

将高活性的负载型Ru/C催化剂应用到乙酰丙酸的加氢实验中,对影响Ru/C催化下乙酰丙酸加氢反应制备γ-戊内酯的因素进行了讨论,并利用X射线衍射仪(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)对Ru/C催化剂在使用前后的变化进行了表征,探讨了反应的可能路径。得出适宜的反应条件:温度130℃、压力1.2 MPa、催化剂用量为5%(质量分数)、溶剂为无水甲醇,该条件下原料乙酰丙酸转化率达92%,产物γ-戊内酯选择性达99%,与Pd/C、雷尼镍、漆原镍相比,原料转化率和产物γ-戊内酯的选择性均比较高。     

小麦秸秆加压液化制备乙酰丙酸乙酯

以小麦秸秆为原料,浓硫酸为催化剂,乙醇为溶剂进行液化实验,分析了液化产物的组成,考察了不同条件对目标产物乙酰丙酸乙酯(EL)得率及液化率的影响。结果表明:在浓硫酸用量10%、反应温度190℃、反应时间60 min,液固比为18∶1(g∶g)条件下,小麦秸秆的液化效果较好,液化率为75%,此时EL的得率为18.11%;经红外光谱分析可知秸秆在反应过程中发生降解;液体产物中包含醛、酮、酯、酚、酸类等多种含氧化合物,纤维素降解生成葡萄糖、葡萄糖苷、乙氧基甲基糠醛等中间产物,并最终转化为乙酰丙酸乙酯。     

木竹材声学振动特性研究进展

木材声学振动特性科学机理与评价方法的研究正逐渐兴起,而针对竹材声学振动特性的相关研究则少有报道.文中重点围绕木竹材声学振动特性,从声振动效率、音色和发音效果稳定性3个方面介绍了木竹材声学振动特性的定量评价方法;从不同尺度(宏观—微观)、不同层次(化学组分—物理性质)和不同方式(选材—加工)系统阐述其主要影响因素;在此基...     

生物质生产乙酰丙酸及其衍生物5-氨基乙酰丙酸的进展

基于生物质资源的利用和开发,论述了乙酰丙酸的制取、5-氨基乙酰丙酸的化学合成与生物合成,阐述了其在医药、农业等方面的应用,讨论了发展趋势和亟待解决的问题。     

竹粉乙醇-苯酚加压液化工艺研究及产物表征

以乙醇-苯酚为液化剂,浓硫酸为催化剂,采用高温高压(3.8 MPa)的方法对竹粉进行了液化处理。通过响应面分析法确定最佳液化工艺条件为:在苯酚和竹粉质量比(酚固比)为1∶1、乙醇和竹粉质量比(醇固比)为18∶1,浓硫酸用量(以竹粉质量计)5%,反应温度200℃,反应时间70 min时,液化率达98.5%。液化残渣的红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)和热重分析(TG)结果证实了竹粉中化学组分的分子结构发生了明显的变化,复合溶剂液化使芳环上有不同取代基的化合物形成,液化残渣主要由木质素及其衍生物构成;竹粉液体产物(生物质油)的GC-MS分析结果表明,生物质油的成分比较复杂,主要包括酯、酚和酮等化合物,平台化合物乙酰丙酸乙酯GC含量为10.11%。     

竹材半纤维素提取及其解聚过程研究进展

在当前碳达峰、碳中和的目标下，开发制备高附加值的半纤维素化学品具有广阔的应用前景，而且对人类社会可持续发展具有重要意义。但半纤维素由于其复杂和不均一的结构致使研究和利用受到限制，存在着易降解、收率低、纯化困难、成本高等问题。因此，如何提高木质纤维原料中半纤维素及其解聚产物的提取率成为研究的热点与重点。文章对近年来提取半纤维素及其解聚产物的研究进行了综述，简述了提取半纤维素的不同预处理方法，并分析了一定的降解方法得到半纤维素的解聚产物——木寡糖和木糖；在此基础上，为研究竹材半纤维素提取技术与工业应用提出了建议；最后，结合发展趋势，特别是针对竹材应用领域，指出了未来半纤维素及其解聚产物的发展方向。     

竹剩余物资源化利用研究现状与展望

竹材在利用过程中能产生60%～70%的剩余物,但未得到合理利用,造成严重的资源浪费和环境污染,将竹剩余物进行资源化利用可以提高竹材利用率和附加值。文中从竹剩余物的综合利用角度出发,综述了利用竹加工剩余物制造竹材人造板、竹塑复合材、竹炭、竹醋液、生物质能源、竹提取物等多种竹产品的研究现状,重点介绍竹剩余物资源化利用的研究进展及最新研究成果、竹剩余物产品的制作方法及机理,以期为今后竹剩余物高质、高效利用提供参考。     

竹子的综合利用

简要介绍了中国竹业的现状，对竹子的化学利用进行了全面而简要的综述；对目前竹子的开发研究状况及存在问题进行了探讨，并提出了今后的发展方向。