论文部分内容阅读
可再生资源生物质纤维素分布广泛,价格低廉,将其催化转化为化学品具有重要的实际 意义,已得到广泛的研究。目前的转化方法主要包括硫酸水解法和生物酶解法。前者的效率 较高,但是反应过程产生大量的废酸,导致环境污染;后者的条件比较温和,但是效率较低。 由此,研究者们不断探索新的转化体系。在本文中,我们采用SO2 为催化剂,在近临界水中考 查其对纤维素的转化进行研究。考查了反应时间、反应温度以及体系中SO2的浓度对纤维素转 化的影响;并以硫酸催化剂为对比,探索了SO2催化剂对纤维素的作用机理;最后对反应结束 后SO2催化剂的回收进行探讨。结果表明,在近临界水中以SO2为催化剂可以高效转化纤维素, 产物主要包括葡萄糖和乙酰丙酸,其中葡萄糖的最高收率为48.0%,乙酰丙酸的最高收率为 45.0%。而且,产物的种类及收率可以根据反应条件及实验需求调节。SO2的催化机理可以分为 两部分:SO2分子为路易斯酸,使纤维素的氢键断裂,结构破坏,有利于纤维素转化为葡萄糖; SO2易溶于水形成H2SO3,其电离出的H+作为布朗斯特酸催化剂使纤维素的糖苷键断裂、葡萄糖 脱水生成5-HMF。所以,与H2SO4相比,SO2为催化剂有利于提高葡萄糖的收率。反应结束后, 通过水蒸汽吹扫的方法很容易将SO2回收利用,回收SO2后溶液中剩余的SO2浓度低于0.01 g/L。