固体酸催化木糖水解制糠醛任务书

 2022-02-22 07:02

1. 1. 毕业设计(论文)的内容、要求、设计方案、规划等

现有的糠醛生产工艺存在诸多弊端:首先是收率低,糠醛收率只有理论值的 50%左右,消耗蒸汽量是糠醛产量的 30~50 倍,且反应时间较长。现有的均相催化体系存在副反应较多,水相、强酸、高温、与氧气接触、较长的反应时间等都会导致糠醛的缩合和树脂化,同时,糠醛与木糖及反应中间产物之间也会发生交互聚合反应,糠醛还会进一步降解生成丙酮醛、甲醛、甘油醛、乙醇醛等,这些副反应会降低戊糖生成糠醛的选择性。其次,稀酸易腐蚀设备,且其分离和循环使用非常困难,而稀酸水解法还会导致大量酸性糠醛废水产生,治理难度极大。再次,使用蒸汽作为热源和萃取剂耗能巨大,粗醛中蒸汽含量非常高,导致后续精制提纯过程成本亦较高。最后,在糠醛生产过程中存在着火灾、爆炸、中毒、噪声等危险因素,极易造成大量的人员伤亡和财产损失。本研究拟制备磺酸功能化周期性介孔有机氧化硅,并以其为催化剂,以γ-丁内酯为溶剂,在微波辐射条件下将木糖转化为糠醛,以达到绿色催化减少环境污染,从而实现糠醛生产的可持续发展。

2. 参考文献(不低于12篇)

[1] Chheda J N, Romn-Leshkov Y, Dumesic J A. Production of 5-hydroxymethylfurfural and furfural by dehydration of biomass-derived mono- and poly-saccharides[J]. Green Chem. 2007, 9(4): 342-350.

[2] Grbz E I, Gallo J M R, Alonso D M, Wettstein S G, Lim W Y, Dumesic J A. Conversion of hemicellulose into furfural using solid acid catalysts in γ-valerolactone[J]. Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52(4): 1270-1274.

[3] Rong C, Ding X, Zhu Y, Li Y, Wang L, Qu Y, Ma X, Wang Z. Production of furfural from xylose at atmospheric pressure by dilute sulfuric acid and inorganic salts[J]. Carbohydr. Res. 2012, 350: 77-80.

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