甘蔗渣的碱催化甘油水溶液预处理

建立了一种木质纤维素的碱催化甘油水溶液预处理方法以期选择性分离组分和提高底物的可酶解性。实验确定了碱催化甘油水溶液预处理甘蔗渣的条件为:温度180℃、NaOH添加量7%、反应时间45 min以及甘油水溶液浓度80%。在该条件下,甘蔗渣的纤维素和半纤维素保留率分别为93.0%和83.4%,而木质素脱除率接近80%,达到了理想的组分分离效果。预处理后底物(20 g/L)在CTec2酶载量10 FPU/g干基下水解72 h酶解率为79.6%,表明预处理后底物具有较好的可酶解性。利用现代分析技术解析了甘蔗渣预处理前后的组成结构演变规律,初步探明了碱催化甘油水溶液预处理有效提升生物质原料可酶解性的原因。

三维有序介孔碳的软模板法合成及性能研究

以聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物(PEO-PPO-PEO,记作P123)为结构导向剂,正丁醇为溶质,甘油为碳源,硅酸四乙酯为硅源,通过水热软模板法合成了具有立方双连续结构(Ia3d)的三维有序介孔碳(GOMC),研究了碳化温度对其结构、比表面积和孔径的影响。结果表明:碳化温度为700℃和800℃时,GOMC比表面积高达909m^(2)/g和908m^(2)/g,并且具有较好的热稳定性。

分子筛HZSM-5催化合成生物基缩酮的工艺

为了制备新型生物质基甘油缩酮,开发一种以生物质基平台化学品乙酰丙酸甲酯(ML)和甘油(GLY)为原料,分子筛催化合成乙酰丙酸甘油缩酮甲酯(MLK)的绿色工艺。考察β、USY、HZSM-5型3种分子筛的催化效果,筛选出HZSM-5为适宜的催化剂。在此基础上,采用Box-Behnken实验设计考察并优化催化剂用量、反应温度和反应原料物质的量比对MLK产率的影响,同时对反应前后的催化剂进行了表征。结果表明:在ML与GLY物质的量比为4.3,反应温度为121℃,催化剂用量为1.6g的条件下,MLK产率达到92.09%。HZSM-5循环使用6次后,MLK的产率为87.89%,表明HZSM-5分子筛催化剂具有良好的催化活性和稳定性。

渗透剂对酿酒酵母细胞增殖、形态和存活力的影响

为了揭示渗透作用机制 ,考察了氯化钠、山梨醇、甘油和聚乙二醇 (PEG6 0 0 )等 4种化合物对模式生物S cerevisiae细胞生长、形态结构和代谢的影响 . 2 4h细胞培养结果表明 ,渗透剂的抑制作用与其浓度的增加一致 ,细胞的比生长速率下降 .高渗环境使细胞形态发生改变 ,趋于球状 .细胞生长动力学表明 ,0 5mol·L-1氯化钠显著延缓耗糖速率 ,降低比生长速率 ,延长细胞指数生长期 ;0 33mol·L-1PEG6 0 0对指数生长期的细胞无显著影响 ,但缩短了细胞平衡期 .在生理可接受的渗透强度内 ,与对照组相比较 ,0 5mol·L-1氯化钠和0 33mol·L-1PEG6 0 0不影响最终残糖水平和生物量浓度 .

基于水溶性多金属氧酸盐的光催化燃料电池

以水溶性多金属氧酸盐作为光催化剂和电子载体构建了一种新型光催化燃料电池.该光催化燃料电池发生燃料的均相光催化降解反应,可实现在无光照情况下的持续放电.使用生物柴油副产物甘油作为燃料时,该光催化燃料电池的输出功率达0.24 m W/cm^2.在持续光照条件下,电池可长时间运转近50 h,电流稳定在0.75 m A/cm^2以上.甘油在电池中可持续循环放电,根据实际的反应程度可被转化为醛和酸,进一步氧化得到COx.对多种有机燃料的应用表明该光催化燃料电池具有广泛的适用性.

生物质/甘油共气化制氢实验研究

以水蒸气为气化介质,在固定床实验台上进行生物质/甘油共气化制氢实验研究。实验考察给水速度、Ca O、压力、催化剂对制氢结果的影响,结果表明:由于Ca O的存在,给水速度对氢气浓度的影响呈曲线变化。提高Ca O的含量能明显促进氢气的产生;压力的升高促进共气化向制氢方向的进行,这与压力对生物质、甘油单独气化的影响截然相反;镍基催化剂的使用存在最佳值,过量催化剂会抑制制氢反应的进行。

甘油的化学转化研究概况

随着全球生物柴油产量的迅速增加,如何利用生物柴油副产的大量甘油已成为一个重要的研究课题。生物源甘油是一个多功能的绿色"平台分子",通过对其还原、氧化、重整(分解)、脱水、醚化及与其它试剂的反应可生成许多以石化为原料的产品。本文概述了近年来由甘油转化为各种化工产品的研究进展。

负载型Pt催化剂上生物质水相重整制氢

制备了Al2O3,活性炭(AC),氢型超稳Y分子筛(HUSY)和SiO2负载的Pt催化剂.采用N2物理吸附、感应耦合等离子体原子发射光谱和H2化学吸附等手段对催化剂进行了表征,并考察了它们在甘油水相重整反应中的催化性能.重点研究了Pt/AC催化剂上不同多元醇、葡萄糖和其它可溶性糖的水相重整制氢反应.结果表明,在甘油水相重整制氢反应中,负载Pt催化剂的活性在低温(503K)以Pt/AC,Pt/HUSY,Pt/SiO2和Pt/Al2O3的顺序递增,然而在高温(538K)却以Pt/SiO2,Pt/HUSY,Pt/AC和Pt/Al2O3的顺序递增.在载体为酸性的催化剂Pt/Al2O3和Pt/HUSY上有利于烃的生成;在多元醇水相重整制氢反应中,产物氢的选择性和产率随碳数增加而降低;在葡萄糖水相重整制氢反应中,产物氢的选择性和收率随其浓度增加而降低,烃选择性在葡萄糖浓度为4.6%时最高,这与葡萄糖的缩合和降解等副反应有关.果糖比葡萄糖更难发生水相重整制氢反应.与低级糖麦芽糖和葡萄糖相比,在多糖淀粉的重整制氢反应中氢选择性和收率较高.

生物质甘油转化成羟基丙酮催化剂的TPR的研究

文章采用TPR技术对生物质甘油转化成羟基丙酮的铜铬催化剂进行表征,考察了铜铬比、焙烧温度、还原升温速率及还原气组成对催化剂最佳还原温度和还原活性的影响,寻找催化剂最佳的制备和还原条件。

甘油选择性脱水制备丙烯醛研究进展

生物柴油以其环保性和可再生性而被公认为是可替代石化柴油的新型能源,其迅猛发展将导致其副产物甘油的大量过剩,因此,开发和深度利用甘油,使其成为新一代从生物质到化学品的转化平台成为近期研究热点,其中,甘油脱水制丙烯醛是重要途径。综述了实现该过程的催化剂体系研究进展,探讨了催化剂结构和反应条件对甘油脱水反应性能的影响,分析了甘油脱水的反应路径,以期对开发高性能催化体系和合理工艺提供参考。由于匀相催化剂存在活性低、操作条件苛刻和设备腐蚀等缺点,开发的重点集中在固体酸催化剂上,虽然活性较高,但易失活,稳定性差。仍需进一步提高催化剂性能,同时结合反应器和工艺的设计和选择,综合考量。

三组分铜铬催化剂催化甘油制备羟基丙酮的研究

用共沉淀法制备了Cu-Cr-Zn催化剂,考察了Cu/Cr/Zn比、沉淀温度、沉淀时pH值、煅烧温度等制备条件对甘油制备羟基丙酮的影响,并对催化剂进行了表征。结果表明:共沉淀法制备Cu-Cr-Zn催化剂具有较高的催化活性,而且其稳定性和再生能力较好,适宜催化剂制备条件为:Cu/Cr/Zn比为1∶1∶0.5,沉淀温度为70℃,沉淀时pH值为8.0,煅烧温度为400℃,羟基丙酮的选择性可达到90.2%。

生物质甘油醚类调和燃料的QSPR研究

基于距离矩阵建立单拓扑指数X,根据Grumberg-Nissan等公式建立并运用新的混合拓扑指数G对甘油醚类调和燃料的相关理化性质(密度、运动粘度、低热值)进行回归分析,建立定量结构-性质关系(QSPR)模型。所建QSPR模型皆具有良好的稳定性与预测能力,能较好地反映甘油醚类调和燃料的相关理化性质的变化规律。

生物质甘油催化转化为羟基丙酮

探索了生物质甘油在铜铬催化剂作用下催化转化为羟基丙酮的反应条件,采用乙醇为溶剂,考察了甘油浓度、催化剂用量和反应温度等因素的影响。较优反应条件:反应温度240℃,采用连续滴样的进样方式,甘油浓度80%,未还原的铜铬催化剂[n(Cu)∶n(Cr)=1]用量为原料质量的2.5%,甘油转化率和羟基丙酮选择性分别达到95.4%和89.9%。

以生物质为原料合成丙烯腈的研究进展

生物质原料由于具有来源广泛、绿色环保和可再生循环利用等特点,近年来逐渐应用于丙烯腈的合成研究。本文简述了以生物质(甘油、谷氨酸和3-羟基丙酸)为原料合成丙烯腈3种新工艺的研究进展,主要介绍和讨论了甘油两段法、谷氨酸脱羧基法和3-羟基丙酸腈化法的合成工艺及其催化剂的性能。目前甘油两段法丙烯腈总收率在60%左右,远低于丙烯法工业装置高于80%的水平,并且催化剂较易积炭而失活,今后仍需努力提高丙烯腈收率和催化剂的稳定性;谷氨酸脱羧基法的优点是反应过程中不需要引入氨,但是工艺复杂且对环境影响较大,丙烯腈单收只有20%左右,合成工艺仍待进一步优化;而3-羟基丙酸腈化法不需要氧气参与反应,副产物较少,碳氧化物的排放显著降低且不产生氢氰酸,丙烯腈单收大于90%远高于丙烯法,通过该工艺生产的丙烯腈具有一定的成本优势,比较适合应用于国内低成本聚丙烯腈基碳纤维的生产。

Co-La-Ni/Al_2O_3催化甘油水蒸气重整制氢

以浸渍法制备的Co-La-Ni/Al2O3为催化剂,在固定床反应器中对生物质甘油水蒸气重整制氢反应进行了研究;考察了反应温度、重时空速及进料中水与甘油中碳的摩尔比(水碳比)对反应的影响,同时考察了催化剂的稳定性并对积碳进行分析。实验结果表明,氢产率、潜在氢产率和气相碳转化率随重时空速的增加而逐渐下降,随温度的升高而增大;水碳比的增加在一定程度上有助于促进氢产率、潜在氢产率和气相碳转化率的提高;随反应时间的延长,催化剂的活性因积碳的产生略有降低,反应20 h后趋于稳定。在温度为700℃、水碳比为3、重时空速为2.5 h-1的条件下,氢产率和潜在氢产率分别达到118.15 g/kg和136.41 g/kg,气相碳转化率达到96.36%。对于甘油水蒸气重整制氢反应,Co-La-Ni/Al2O3催化剂具有较好的催化作用及稳定性。

粗甘油生物基聚氨酯材料的制备及吸附性能研究

以生物质基粗甘油为主要原料,采用一锅法合成粗甘油基多元醇,进一步发泡制备了聚氨酯泡沫材料。在此基础上,利用甲基三氯硅烷对泡沫材料进行疏水改性,制备出改性聚氨酯吸油材料。采用傅里叶红外光谱仪、扫描电镜和热重分析对改性前后泡沫的结构形貌、热稳定性和接触角进行表征,测试了改性聚氨酯吸油材料吸油性能。结果表明:经疏水改性后在泡沫表面合成了聚硅氧烷,水接触角由130°增大至140°,提高了吸油材料疏水性能。改性聚氨酯吸油材料对乙醇、甲醇、氯仿等8种有机物的吸附量范围为16.7~45.2 g/g。经循环使用50次后,吸油材料对柴油和大豆油的吸附量分别为最高吸附量的95.8%和97.6%,表现出优异的吸油性能。

Ni/TiO_2-Al_2O_3催化剂的制备及其在甘油水蒸汽重整制合成气中的应用

采用分步浸渍法制备了TiO2修饰和金属离子(M=Ce2+,La2+,Mn2+,Zr2+,Cd2+)掺杂的Ni基催化剂Catw Ni和Catw Ni/M,其结构和性能经XRD和H2-TPR表征。以甘油水蒸汽重整制合成气为探针反应,考察了TiO2修饰量(w),M,原料液配比r[V(甘油)∶V(水)]及时空速率(LHSV)对Catw Ni/M催化甘油重整反应性能的影响。结果表明:TiO2修饰可适当提高催化剂在甘油重整反应中的催化活性和合成气收率;Cat12Ni具有较佳的催化活性(甘油转化率80%)。M的掺杂是通过降低Ni与载体之间的相互作用以实现催化剂活性的提高(Cat12Ni/M可使甘油的转化率提高至94%以上);掺杂Ce和La可促进Catw Ni在重整反应过程的水气变换反应,而Mn和Cd的掺杂有利于合成气的生成。增加r和LHSV,可使甘油水蒸汽重整制合成气的收率得以提高,但不利于催化剂的稳定性能。

甘油催化氢解制备精细化学品的研究进展

随着生物柴油产业的快速发展,作为副产物的甘油大量过剩,因而有效利用甘油既能促进生物柴油产业的良性发展,又能节约大量石油资源。通过甘油催化氢解的方式来制备高附加值化学品丙二醇、乙二醇和丙醇等是甘油转化研究中最有潜在应用价值的路径之一,甘油氢解反应易于实现连续化生产,且目标产物附加值高、选择性高,因而具有良好的经济效益。本文首先简要介绍了甘油化学,深入探讨了甘油的氢解机理,然后重点综述了甘油氢解制备1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、乙二醇和丙醇高效催化剂的研究进展,并对甘油氢解未来的研究方向和发展趋势作了进一步展望。

甘油气相脱水制备丙烯醛催化剂的研究进展

以生物质源甘油为原料,通过甘油催化脱水制备丙烯醛是一个非常重要的生物质转化反应。综述了近年来有关甘油气相脱水制备丙烯醛催化剂的研究进展,将催化剂分为分子筛、金属氧化物和复合金属氧化物、杂多酸和磷酸盐3大类进行介绍,指出了在该反应催化剂设计方面面临的问题和挑战,展望了未来的发展趋势。

生物质基平台化合物制备乙酰丙酸缩酮酯的工艺

为了探究由生物质基平台化合物制备乙酰丙酸缩酮酯的工艺路线,以超低酸为催化剂,由乙酰丙酸乙酯(EL)和甘油(GLY)为原料制备乙酰丙酸甘油缩酮乙酯(ELK)。考察并优化ELK生成的工艺条件,在反应温度为127℃、真空度为91 kPa、当EL与GLY摩尔比n(EL):n(GLY)为5.1时,ELK的摩尔收率达到98.9%。在此基础上,利用红外光谱、液质、气质和核磁共振对产物ELK进行表征。结果表明此体系真空度、n(EL):n(GLY)、反应温度等因素对ELK的产率影响显著,经过提纯工艺,获得了纯度95%左右的ELK。