硫酸催化柠檬皮水热转化制取平台化合物研究

果皮作为水果加工业的典型含碳固废,其高效回收和资源化利用对开发可再生液体燃料和提升水果加工业经济效益均具有重要意义。柠檬皮含有的柠檬酸被证明是一种可有效促进生物质及其衍生物水热转化制取高附加值呋喃产物的弱酸。因此,本研究利用柠檬皮经硫酸催化水解制取乙酰丙酸(LA)和糠醛(FF)等重要液体燃料前驱物,并探究常见金属盐对硫酸催化柠檬皮水解过程的促进作用。研究发现,柠檬皮本身含有的柠檬酸对水解过程有一定促进作用,联合硫酸催化,可在170℃/90 min的温和水解工况下获得产率为22.6%的LA。KCl的加入能够有效抑制柠檬皮水解过程的副反应,并提升硫酸与柠檬皮的相互作用。相比于AlCl_(3)和FeCl_(3),KCl的促进作用更为明显,可将LA产率提升至27.9%。葡萄糖和FF的制取工况相对LA更为温和,温度升高、反应时间延长以及酸性提升都会导致葡萄糖和FF的产率明显下降。