羧酸糠醇酯的合成研究

以糠醇和酰氯为原料 ,六氢吡啶为催化剂 ,氧化钙为缚酸剂合成了辛酸糠醇酯 ,并考察了反应物的配料比 ,溶剂、缚酸剂、催化剂的用量等因素对辛酸糠醇酯合成反应的影响。经单因素试验确定的最佳反应条件为 :n(糠醇 )∶n(辛酰氯 ) =1 .4∶ 1 .0 ;n(六氢吡啶 )∶n( Ca O)∶ n(辛酰氯 ) =0 .1∶ 1 .6∶ 1 .0 ,溶剂苯的用量为 60 m L(以辛酰氯 0 .1 mol计 ) ,在此条件下合成的辛酸糠醇酯的收率为 91 .5 % ,产品的质量分数为 99%。按该条件还合成了丙酸糠醇酯和异戊酸糠醇酯 ,收率分别为85 .2 %、94.0 % ,产品的质量分数均为 99%以上。

温和条件下糠醇加氢催化剂性能的研究

本文选用Ru/C、Ru/Al_(2)O_(3)、Pd/C、Pd/Al_(2)O_(3)、Pt/C、雷尼镍等催化剂用于糠醇加氢的釜式反应研究。研究发现,Ru/C催化剂在糠醇加氢制备四氢糠醇的反应中具有良好的反应性能。研究了在Ru/C催化剂作用下溶剂、反应温度、氢气压力、反应时间、催化剂的用量等因素对反应的影响,并对工艺条件进行了优化。得到最佳工艺条件:异丙醇作溶剂,反应温度为60℃、氢气压力为3 MPa、反应时间为6 h,原料与催化剂的质量比为20:1,糠醇的转化率达到100%,四氢糠醇的选择性大于95%。

Pt/CaO材料催化糠醇加氢制备戊二醇

通过浸渍法制备出一系列氧化钙负载铂金属催化材料,用于生物质基糠醇选择性加氢制备戊二醇研究。研究采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、CO_(2)-程序升温脱附、N2等温吸附-脱附、X射线光电子能谱、热重-差热分析法等一系列表征手段,对合成的催化剂样品物理化学性质进行了系统表征。实验结果表明,Pt/CaO-600催化剂表现出优异的催化活性,在4MPa氢压、210℃反应温度条件下,糠醇转化率为99.8%,1,2-戊二醇和1,5-戊二醇收率分别可达48.6%和21.5%。催化剂的优异性能可归因于作为载体的CaO提供了适宜的碱性位点,有利于糠醇开环反应的发生,进而提高了糠醇转化率与戊二醇选择性。同时,催化剂还表现出了优异的循环使用性能,经重复使用4次后,其催化糠醇转化率可达96.5%,1,2-戊二醇和1,5-戊二醇的收率分别为40.3%和17.0%。

糠醇浸渍速生人工林木材的干燥特性研究

木材浸渍改性商业应用的主要技术难点之一是二次干燥速度慢、易开裂、易变形。本文以杨木和杉木为研究对象,使用浓度为30%和50%的糠醇水溶液对其进行浸渍改性,再以百度干燥法分析糠醇浸渍材的干燥特性,辅以干缩试验和剖面密度(VDP)试验探究干燥缺陷成因。结果表明:50%浓度浸渍材的干燥缺陷等级均大于30%浓度浸渍材,杨木浸渍材的等级均高于杉木浸渍材;杉木30%和50%浓度浸渍材百度干燥平均时间分别为24 h和29 h,而杨木30%和50%浓度浸渍材分别为20 h和30 h。浸渍材不同位置的干缩系数存在显著差异,浸渍后密度分布更加不均匀。杉木和杨木糠醇浸渍材二次干燥困难的主要原因为固化的糠醇堵塞了水分内部迁移通道,从而使干燥速度降低;糠醇分布不均匀导致干缩系数差异进一步加大,处理材易开裂、易变形。

咪唑二氰胺离子液体掺混糠醇的自燃及推进性能

利用落滴法对比了三种咪唑二氰胺离子液体分别掺混糠醇的自燃特性,使用高速摄相机和红外摄相机同步获得了燃料自燃过程的宏观、微观及红外图像;从液面下方拍摄了液滴与液池的混合反应过程。实验观察到了典型的三阶段自燃现象:铺展混合、气相产物生成及火核出现-火焰传播,使用着火延迟时间对燃料的自燃活性进行了定量表征,并计算了糠醇比例对混合燃料推进性能的影响。结果表明,糠醇添加可以显著降低混合燃料黏度,促进燃料与氧化剂的混合,加速自燃过程高温气雾产物的出现。混合燃料的着火延迟时间随糠醇添加比例非单调变化,着火延迟最短的掺混比随液滴速度的增加而增大;混合燃料推进性能受糠醇添加的影响较小。本研究可为自燃离子液体推进剂的开发及利用提供参考。

糠醇-环氧植物油复合改性毛白杨木材的物理力学性能

【目的】采用糠醇-环氧植物油复合改性方法,改善糠醇改性降低木材韧性的问题,促进其在建筑结构领域的应用。【方法】将环氧大豆油和环氧亚麻油2种环氧植物油以不同添加量与糠醇溶液复配制备浸渍液,采用满细胞法处理毛白杨木材,获得不同环氧植物油添加量的糠醇-环氧植物油复合改性材。利用扫描电镜(SEM)和傅里叶红外光谱(FTIR)探究糠醇、环氧植物油在木材细胞结构中的分布规律,揭示其化学反应关系。分析复合改性材的力学性能变化,优选适宜增韧剂添加量。【结果】复合改性材SEM观察并结合其增重率和密度测试结果(显著增加)证明,糠醇树脂和环氧植物油可浸渍到木材细胞结构中。FTIR分析表明,环氧植物油与糠醇发生开环反应。与糠醇改性材相比,环氧大豆油添加量为20%(质量分数,下同)时,复合改性材气干/吸水饱和的弦向和体积湿胀率降低幅度最大,分别降低36.9%、20.0%和35.9%、30.7%,且抗湿胀系数(ASE)最大;环氧亚麻油添加量为40%时,复合改性材气干/吸水饱和的弦向和体积湿胀率降低幅度最大,分别降低52.5%、65.6%和41.5%、46.0%,且ASE最大,环氧植物油加入能够显著提高糠醇改性材的尺寸稳定性。环氧大豆油和环氧亚麻油添加量为20%时,复合改性材的抗弯强度(MOR)和静态硬度提高幅度最大,与糠醇改性材相比,分别提高17.9%、25.3%和30.0%、25.1%。环氧大豆油和环氧亚麻油添加量为40%时,复合改性材的抗弯弹性模量(MOE)提高幅度最大,与糠醇改性材相比,分别提高22.7%、21.1%。与其他力学性能相比,环氧植物油对糠醇改性材的韧性提高幅度最大。环氧大豆油和环氧亚麻油添加量为40%时,复合改性材的冲击韧性分别提高88.7%、59.8%。环氧植物油添加可显著提高糠醇改性材的MOE、MOR和静态硬度,改善其韧性下降问题。【结论】环氧植物油添加量20%的复合改性材物理力学性能最优。环氧植物油与糠醇发生开环反应,其长柔性脂肪链引入糠醇树脂链中可改善糠醇改性降低木材韧性的问题,且可进一步提高其物理力学性能。

糠醇-己内酰胺协同改性松木理化性能

糠醇改性木材拥有较多的优点,如优异的耐腐性、耐候性、硬度等,然而经过糠醇改性的木材脆性增加,抗弯性能以及抗剪切性能均有所降低。这一缺点极大限制了糠醇改性木材的应用范围,可通过加入柔性物质己内酰胺以提高糠醇改性木材的韧性。己内酰胺是聚酰胺切片的原材料,韧性较强,常用来制备纤维等柔性材料。将己内酰胺与糠醇复合改性剂协同处理马尾松,通过X射线能谱仪(EDS)、抗弯性能分析、数字图像分析(DIC)以及接触角测试分析研究协同改性对松木早晚材微观构造、元素分布、力学性能和疏水性等的影响。能谱结果表明:由于早晚材结构差异,协同改性剂在早材细胞壁和细胞腔中反应程度更高,聚合物含量更丰富。晚材构造阻碍了改性剂在其内部的渗透,导致晚材反应程度低于早材。木材疏水性结果表明,协同改性大幅提高了木材的疏水性。力学性能以及数字图像分析结果表明,协同改性不仅提高了木材的静曲强度和弹性模量,而且降低了糠醇改性导致的木材脆性。

Pd/NC催化剂高效催化糠醛选择性加氢制糠醇的研究

利用高温热解金属有机框架(MOFs)制备不同Pd负载量(0.1%、1%、5%)的氮掺杂碳负载Pd纳米颗粒催化剂(Pd/NC),考察了其催化糠醛选择性加氢性能。当Pd负载量为0.1%时,Pd/NC催化剂在反应温度为120℃、反应压力为3.0 MPa H_(2)的条件下催化糠醛加氢反应4 h,糠醛转化率为93.8%,糠醇选择性为86.7%,糠醇收率为81.4%。利用SEM、TEM、HRTEM、XRD、XPS、STEM和STEM-EDX元素面扫等表征手段对催化剂的结构和形貌进行表征与分析,结果表明,高分散的小尺寸Pd金属纳米粒子与载体之间存在着协同作用,使催化剂表现出优异的催化糠醛选择性加氢制糠醇性能。

生物质糠醛制备糠醇催化体系的研究进展

糠醛作为重要的生物质平台化合物,经进一步衍生可获得各种燃料以及高附加值的化学产品。近年来,为实现糠醛到糠醇的高效转化,研究人员开发了类型众多的催化剂。通过从贵金属体系(Pt、Pd、Ru)以及非贵金属体系(Co、Ni、Cu)作为催化活性中心的角度,对生物质基糠醛转化为糠醇反应体系的研究进展进行综述,分析催化剂设计过程中的前沿方法、面临的问题以及未来研究发展的方向,以期为开发高效稳定的催化剂提供理论参考。

Cu/ZnO催化剂的金属载体相互作用及其对糠醛加氢制糠醇反应性能的影响

采用共沉淀法制备了系列Cu/Zn比不同的Cu/ZnO催化剂,研究了Cu/Zn比与金属载体强相互作用(SMSI)的关系及其对糠醛气相加氢制糠醇催化反应性能的影响。XRD、H2-TPR、SEM、HRTEM和XPS等表征结果显示,Cu/ZnO催化剂中的金属载体强相互作用改变了催化剂的微观结构。ZnO载体对活性金属Cu颗粒具有不同程度的几何修饰,影响了Cu表面的电子状态。不同Cu/Zn比的Cu/ZnO催化剂的SMSI作用顺序为:20Cu/ZnO>40Cu/ZnO>60Cu/ZnO>80Cu/ZnO。在同一反应条件下,20Cu/ZnO催化剂的糠醛转化率高于80%的时间仅为5 h,而60Cu/ZnO催化剂的糠醛转化率高于80%的时间可以达到28 h,表明适当的SMSI作用有利于提升Cu/ZnO催化剂在糠醛加氢反应中的稳定性,而过强的SMSI作用会抑制其催化活性。

糠醇生产工艺技术分析

简单阐述了糠醇合成的反应机理,对糠醛催化加氢合成糠醇的两大工业技术及所采用的催化剂进行了对比分析;同时对合成糠醇使用的原料氢、催化剂配比、压力、反应温度对糠醇合成的影响进行了全面的工业分析和技术分析。另对工业合成糠醇在技术上应采取的改进提出了建议。

糠醛MPV还原制糠醇中固体酸碱催化剂的研究进展

介绍了固体酸碱催化剂在糠醛Meerwein-Ponndorf-Verley(MPV)还原制糠醇中的研究进展。糠醛作为高度商品化的生物基平台化合物,其可通过加氢还原为更具有经济价值的化学品。MPV还原因其条件温和、安全和环保而受到生物炼制领域青睐。介绍MPV典型反应及六元环过渡态的形成过程;对不同固体酸碱催化剂在糠醛MPV还原制糠醇中的研究进展进行总结,其中锆/铪基催化剂具有优异的MPV还原性能被广泛研究;针对固体酸碱催化剂在该领域进行总结,并指出存在的主要问题和解决方法,同时对该领域未来的发展进行展望。

NiB/SiO_2非晶态合金催化剂用于糠醇加氢制四氢糠醇的研究

用化学镀方法制备了负载型N iB/S iO2非晶态合金催化剂,并采用ICP、BET、TEM、XRD等手段研究了N iB在S iO2表面的存在状态及非晶性质。研究了糠醇在该催化剂上加氢制备四氢糠醇的反应行为,考察了反应温度、压力、搅拌速度等因素对催化剂性能的影响。结果表明,在2.0 MPa、120℃、550 r/m in时,糠醇的转化率在99%以上,四氢糠醇的选择性可达100%。在此条件下和骨架N i的催化性能相当。

香料丁酸糠醇酯的合成与表征

由丁酰氯和糠醇反应,以廉价的氧化钙和碳酸钠为复合束酸剂,合成了香料丁酸糠醇酯,并用IR、GC等进行了表征。优化条件为:n(丁酰氯)/n(糠醇)=1 2;0 1mol糠醇溶剂用量为60mL、束酸剂用量为18g,回流时间为4h。丁酸糠醇酯的收率为87 2%,产品质量分数为99 9%。

骨架镍催化糠醇液相加氢制备四氢糠醇

以骨架镍作为加氢催化剂 ,在悬浮床中液相加氢还原糠醇制备四氢糠醇。分析了催化剂制备条件和加氢反应条件对骨架镍催化糠醇液相加氢制备四氢糠醇的影响。实验结果表明 ,在适当的反应条件下 ,糠醇可完全转化 ,四氢糠醇的收率和选择性较高。骨架镍催化剂适宜的制备条件为 5 0℃下镍铝合金在NaOH溶液中溶解 90min。在镍铝合金用量为 2 .0 %～ 6 .0 %、氢压为 5 .0～ 6 .0MPa的反应条件下 ,糠醇转化率可达 99%以上 ,四氢糠醇收率和选择性约为 97%。加入乙醇作为溶剂 ,可以降低杂质 1,2 戊二醇的含量 ,提高四氢糠醇的选择性。

高活性、高选择性骨架镍在糠醇加氢中的应用研究

研究了以骨架镍为加氢催化剂,以糠醇为原料制备四氢糠醇。在中温和高温下制备了两种骨架镍催化剂A和B,研究了不同的反应条件对两种骨架镍催化剂的影响,确定了最佳反应条件。骨架镍催化剂A在60℃,7MPa,用量为4g/100mL糠醇时,四氢糠醇选择性99 56%,收率可达99 41%。骨架镍催化剂B在60℃,5MPa,用量为4g/100mL糠醇时,四氢糠醇的选择性、收率可接近100 00%。

农业废弃物高效合成生物基糠醇新方法被创制

中国农业科学院油料作物研究所油料品质与加工利用创新团队利用固体酸和全细胞级联催化实现废弃玉米芯高效合成生物基糠醇,为农业废弃物资源高效转化为高附加值产品提供了新途径。相关研究成果发表在《绿色化学(Green Chemistry)》。

糠醛合成糠醇酯的研究

以糠醛为原料 ,进行Cannizarro反应 ,发生歧化而得糠醇。用糠醇和有机酸酐为原料 ,用 4-二甲氨基吡啶 (DMAP)作催化剂 ,以粉末状无水NaHCO3 为缚酸剂 。

3-甲基戊酸糠醇酯的合成研究

以3-甲基戊酸为原料,经酰氯化、酯化反应,合成了香料目标化合物。考察了催化剂用量、反应物配比、反应时间、反应温度等对目标化合物收率的影响,结果表明,最佳合成工艺条件为:n(3-甲基戊酰氯):n(吡啶)=1:2,n(糠醇):n(3-甲基戊酰氯)=1:1.2,反应时间4h,反应温度50℃,收率达87.8%。利用IR、^1HNMR、^13CNMR对目标化合物结构进行确证。

丁苯橡胶新型结构调节剂四氢糠醇乙醚的合成

以甲苯为溶剂,四氢糠醇、氢氧化钠、溴乙烷和顺丁烯二酸酐为原料,制备四氢糠醇乙醚。考察了原料配比、温度、时间等对收率和含量的影响,优化条件为n(四氢糠醇):n(氢氧化钠):n(溴乙烷)=1:1:1-1.2;n(再精制时残余四氢糠醇):n(顺丁烯二酸酐)=1∶1.2,在合成四氢糠醇钠盐时,反应温度115℃,反应时间4-5h;在反应脱除残余四氢糠醇时,反应温度60-70℃,反应时间6h,四氢糠醇乙醚总收率达75%,纯度99%。制备的四氢糠醇乙醚能满足阴离聚合合成高乙烯基含量的SSBR的要求。