Plasma electrolytic liquefaction of cellulosic biomass

In this paper, the rapid liquefaction of a corncob was achieved by plasma electrolysis, providing a new method for cellulosic biomass liquefaction. The liquefaction rate of the corncob was 95% after 5 min with polyethylene glycol and glycerol as the liquefying agent. The experiments not only showed that H~+ ions catalyzed the liquefaction of the corncob, but also that using accelerated H~+ ions, which were accelerated by an electric field, could effectively improve the liquefaction efficiency. There was an obvious discharge phenomenon, in which the generated radicals efficiently heated the solution and liquefied the biomass, in the process of plasma electrolytic liquefaction. Finally, the optimum parameters of the corncob liquefaction were obtained by experimentation, and the liquefaction products were analyzed.

生物基多元醇的研究进展

多元醇在食品、生物、医药、化工等领域得到了广泛的应用。传统的多元醇主要依赖于石化资源,然而,随着石化资源成本的上升和全球对环境保护与可持续发展的关注,生物基多元醇作为绿色可再生的替代品受到了广泛研究。文章综述了生物基多元醇的研究进展,并重点介绍了常用的生物基多元醇原料,例如植物油、木质纤维和天然酚类,以及它们的转化方法。最后,指出了生物基多元醇研究所面临的挑战,并展望了未来的发展方向。

生物质利用新途径:多元醇催化合成可再生燃料和化学品

日益严重的全球性能源和环境问题促使开发利用可再生的生物质资源成为当前研究的一个热点。本文概述了生物质基多元醇合成燃料和化学品来实现生物质转化利用的一些最新进展,特别是集中介绍了甘油和山梨醇等多元醇催化水相重整合成氢气和液体烃等燃料、催化选择氢解和氧化合成高附加值化学品或化学中间体等方面的进展,分析了存在的问题和可能的解决措施以及今后的发展趋势,指出生物质基多元醇将成为今后合成可再生燃料和化学品的新型平台分子。

多元醇:新一代的能源平台?

在基于生物质的新能源战略中,多元醇正在成为新一代的能源平台.从纤维素出发,通过热裂解、催化裂化和酸水解加氢等反应能制得多元醇,再以多元醇为原料在较温和的条件下通过水汽重整和费托合成等方法合成燃料、化学品和氢气.本文综述了多元醇经水汽重整制燃料油和化学品或经光解制氢气的进展,介绍了纤维素类生物质资源经催化氢化和水解加氢制多元醇的研究进展.虽然简单地套用现有的工业技术就可以转化纤维素,但这些方法在效率、能耗、规模和环保等方面还存在诸多问题,有效提高纤维素利用率的新思路仍在期待之中.虽然采用精心设计的工艺路线可以有效地转化多元醇,但离“简约、节能、方便可行和环境友好”的要求仍有一定的差距,“一步法”或“一锅法”在未来可能是催化学家仍需持续努力的方向.

玉米秸秆液化制备生物高聚物材料的研究(英文)

该研究旨在探讨低温生物质液化技术及液化产物应用的可能性。以玉米秸秆为原料在酸性、常压条件下快速液化成多羟基化合物,再以多羟基化合物为原料合成一系列的聚合材料。采用不同的有机溶剂,在稀硫酸的催化作用下,对不同的温度下生物质的液化效果进行研究。同时探讨了液化有机溶剂同生物质物料的混合比率对液化过程的影响。试验表明,碳酸乙烯酯比乙烯醇具有较高的液化率。优化试验结果表明,在较佳的液化效果下,有机溶剂同玉米秆的混合比率为3∶1,反应温度160℃,稀硫酸浓度3%,反应时间2.5 h。液化产物经稀释、调节pH值、过滤、臭氧氧化一系列过程的处理后得到具有高活性多羟基聚合物。阐述了以多羟基聚合物制备各种生物聚合物材料如聚酯薄膜、聚胺酯泡沫和颗粒板的方法。聚酯薄膜是多羟基化合物上的羟基和多元酸上的羧基通过酯化反应形成的;聚胺酯泡沫通过多羟基化合物上的羟基和二异氰酸酯反应形成。研究表明以多羟基化合物和多元酸(酐)形成的聚酯型胶粘剂适合于制造颗粒板。

木质生物材料多元醇液化及其在聚氨酯中的应用

液化技术是近年来生物质材料高效增值利用领域的研究热点,用多元醇等有机溶剂能将难溶、难熔的木质生物材料转化为可流动、具有反应活性的液态物质,拓宽了木材的应用领域。液化产物可作为合成高分子树脂的原料,能部分替代来源于石化产品的聚酯或聚醚多元醇。综述了木质材料多元醇的液化方法、液化机理及液化产物在聚氨酯中的应用。

纤维类生物质的溶剂液化及在聚氨酯材料中的应用

纤维类生物质是固态的天然高分子材料,用多元醇等有机溶剂能将难溶、难熔的纤维类生物材料转化为具有反应活性的液态物质,进一步可制备新型高分子材料如胶粘剂、泡沫塑料等,具有广泛的应用前景。文章主要总结了生物质多元醇液化技术的发展状况,包括溶剂液化的方法,液化机理以及液化产物在聚氨酯中的应用,并对我国该领域研究存在的问题、产业化发展提出了一些看法。

油脂基支化聚酯多元醇的合成

以可再生资源油酸、二元酸及小分子多元醇为原料,经环氧开环、支化改性、酯化合成油脂基聚酯多元醇。研究了改性条件、改性剂和酯化试剂种类对聚酯多元醇性质的影响,得到了较大羟值范围的油脂基聚酯多元醇。对其进行了红外光谱、热失重分析。结果表明,合成马来酸酐支化改性聚酯多元醇较适宜的条件为:n(羟基油酸)∶n(马来酸酐)=1∶1,反应时间2h,反应温度150℃。

生物质多元醇水相重整制氢研究进展

生物质多元醇水相重整是一项正在发展的、很有前景的制氢技术。本文对近些年来涌现的生物质多元醇水相重整制氢研究进行了综述,讨论了多元醇水相重整反应热力学,介绍了反应动力学特征,并以此为基础对反应机理、催化剂体系以及工艺条件优化进行了总结。通过与蒸汽重整对比,指出了水相重整制氢技术的优缺点:优点是能耗低、工艺步骤较少、后处理简单;缺点是副反应多,收率低。最后,提出开发更为高效稳定的催化材料、降低催化剂制备成本和优化工艺条件将是未来研究工作的重点。

催化选择转化多羟基化合物制备高附加值化学品研究进展(英文)

对近年来催化转化多羟基化合物制备5-羟甲基糠醛、乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇等高附加值化学品进行了综述. 分析了果糖、葡萄糖、纤维素等不同结构的碳水化合物制5-羟甲基糠醛存在的挑战, 并对相应的解决方法进行了总结. 对于5-羟甲基糠醛的转化, 我们重点讨论了5-羟甲基糠醛选择性氧化制备2,5-二甲酰基呋喃和2,5-呋喃二甲酸以及它们作为聚合单体的潜在应用. 概述了催化氢解纤维素、糖醇、甘油等多羟基化合物制备乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇等二元醇的方法, 并对可能的机理进行了讨论. 依据近年来多羟基化合物催化选择性转化制备高附加值化学品的研究现状, 对今后的研究热点进行了展望.

马来酸酐改性油酸基聚酯多元醇的合成

以油酸为原料,经羟基化、酸酐改性、酯化合成油酸基聚酯多元醇,考察了摩尔比、常压反应温度时间、减压反应温度时间、催化剂用量等因素对酯化反应的影响,研究了不同组合酯化试剂对多元醇性能的影响。采用红外光谱(FT-IR)、高效凝胶色谱(GPC)、热重(TGA)对多元醇的结构、相对分子质量、热稳定性进行了表征。结果表明,最佳酯化条件为醇酸比n(二甘醇)∶n(羟基油酸)=1.1∶1,催化剂Zn O量为0.8%,常压、210℃下反应90min,再在180℃下减压反应120min。

液化植物纤维制备聚氨酯泡沫材料研究进展

综述了国内外利用天然高分子合成聚氨酯材料的研究,包括对植物秸秆、木材等进行液化时,液化试剂、催化剂、反应温度、反应时间等因素对液化产率的影响;并考察利用植物液化多元醇制备的聚氨酯的性能,包括力学、热稳定和降解性能等。

植物生物质的热化学液化及其应用

热化学液化是植物生物质利用的一条较好途径。本文综述了植物生物质热化学液化的工艺、机理,同时概述了液化产物在高分子材料方面的应用。

生物质基聚氨酯泡沫的制备及吸油性能

将稻壳、液化剂和催化剂制备生物质液化多元醇,并以此生物质液化多元醇、辛酸亚锡、三乙烯二胺、有机硅匀泡剂、去离子水和多亚甲基多苯基异氰酸酯(PAPI)等为原料成功制备了生物质基聚氨酯泡沫(BPUF)。研究了PAPI用量对BPUF的密度、拉伸强度、吸油性能的影响。结果表明:随着PAPI用量的提高,BPUF的密度减小,拉伸强度提高,BPUF的吸油倍率增加,对于3种不同的油品:苯、甲苯和柴油,柴油最大吸油量最低,苯最大吸油量最高,达到18g/g。

生物质聚氨酯研究进展

本文综述了不同类型的生物质聚氨酯树脂的研究进展,其中包括生物质多元醇聚氨酯和非异氰酸酯生物质聚氨酯。此外,本文还对上述生物质聚氨酯的制备方法和合成条件进行了概述,分析了生物质聚氨酯的性能如玻璃化转变温度、耐热性、拉伸模量和拉伸强度等。

生物质含量对生物基聚氨酯硬泡性能的影响

用合成植物油多元醇制成聚氨酯泡沫材料。通过热重(TGA)、差示扫描量热仪(DSC)、扫描电镜(SEM)和压缩测试等方法研究了不同生物质含量对聚氨酯泡沫的热性能、玻璃化转变温度、泡孔结构及机械性能的影响。结果表明,生物质含量的增加能够提高压缩力,出现屈服现象,并且泡孔孔径减小。随着生物质含量的增加,热分解的第二阶段起始温度升高,最大分解温度降低,最大分解速率降低,第三阶段的最大分解温度降低,最大分解速率升高,且失重率上升。玻璃化转变温度与红外谱图异氰脲酸酯峰强度一致。

泵注入方式进料催化菊芋根茎溶液制备多元醇

以硝酸镍和偏钨酸铵为前驱体,活性炭(AC)为载体,通过等体积浸渍氢气还原法分别制备Ni-W2C/AC和Ni/AC催化剂,利用N2吸附仪、XRD、TEM、TG和XRF等对催化剂及原料进行表征。釜式反应器中,对催化剂催化果糖或果糖基能源植物菊芋根茎制备多元醇高附加值化合物进行评价。结果表明,相同反应温度下,与间歇进料方式相比,泵注入方式能进一步提高1,2-丙二醇和乙二醇收率。以果糖为底物,泵速0.5 m L·min-1条件下,氢气起始压力4.0 MPa、温度245℃时,1,2-丙二醇和乙二醇收率分别为41.4%和18.7%,二者总收率较间歇进料增加17.9个百分点;以菊芋根茎为底物,氢气起始压力3.5 MPa、温度255℃时,1,2-丙二醇和乙二醇收率分别为37.7%和27.4%,二者总收率较间歇进料增加10.7个百分点。结合果糖、葡萄糖分子在氢气气氛下进行的逆羟醛缩合和加氢过程,分析泵注入进料提高1,2-丙二醇和乙二醇收率的主要原因。

生物质多元醇的研究进展

当前,日益严重的全球性能源和环境问题促使开发利用可再生的生物质资源成为研究热点。在可再生资源中,生物质多元醇以其来源多样、应用广泛备受人们关注。概述了生物质多元醇的来源、合成和应用方面的最新进展。以淀粉、纤维素等制备多元醇,再以多元醇制备氢气、燃油、化学品等众多物质,以及将多元醇与松香、植物油等聚合成可降解材料。指出生物质多元醇将成为今后合成可再生燃料和化学品等的新型平台分子。

双功能催化剂在纤维素制多元醇中的研究进展

双功能催化剂的研究一直是纤维素降解制备高值化学品过程中催化剂研究的热点问题,但其在催化纤维素降解过程中还存在着催化机理不明确、目标产物选择性不高、水热稳定性不好等问题。本文简述了目前最受关注的含Ru、Ni、W、Pt等体系的双功能催化剂和不同载体影响下的双功能催化剂在纤维素制备C6多元醇、低碳多元醇（C2-C3）等化学品中的研究进展,初步总结了单金属、双金属体系和不同载体的双功能催化剂研究的前沿进展,分析表明不同活性金属之间配比以及活性金属与载体之间的相互作用均对催化效果产生重大影响;最后对其在纤维素制备多元醇中的应用前景进行了展望,指出继续研究活性金属之间及其与载体之间的相互作用将是今后研究的重点方向。

生物质水热催化制备重要含氧化学品研究进展

作为唯一可再生、分布广泛的绿色含碳资源,生物质的高值化利用尤其是制备高品质含氧化学品日益引起研究者的广泛关注,其中生物质水热催化制备重要含氧化学品是当前的一个重要研究方向.本文对生物质经水热催化加氢、脱水和水解制备多元醇、5⁃羟甲基糠醛和乳酸的研究进展进行了系统总结和评述,分析了催化剂的作用机制和产物生成机理,并对生物质水热催化的研究前景进行了展望.