超低酸催化纤维素一锅法制取糠醛工艺优化

5-乙氧基甲基糠醛(5-ethoxymethylfurfural,EMF)是一种新型液体生物燃料,具有较高的能量密度和优良的燃烧性能,被视为未来潜在的燃料替代物。该文利用酸质量为乙醇质量0.1%的硫酸催化纤维素与乙醇在高压反应釜中一锅法制取EMF。首先进行单因素试验,然后利用响应面Box-Behnken模型研究不同影响因素对超低酸催化纤维素制取EMF收率的影响,对EMF制取工艺条件进行优化。结果表明:在反应时间、反应温度和底物浓度3个影响因素中,反应时间对超低酸催化纤维素一锅法制取EMF收率影响最大。根据Box-Behnken模型获得最佳反应条件:反应温度200℃、反应时间75 min、底物浓度30 g/L进行试验验证,EMF实际平均收率为14.93%,与理论预测值相对误差为2.03%,说明该模型具有较好的预测性。该研究首次提出以超低酸催化纤维素直接制取EMF,并优化了超低酸催化纤维素制取EMF的工艺条件,可为成本低廉、产量丰富的纤维素生物质制取EMF提供借鉴和参考。