富马酸是一种四碳不饱和二羧酸,广泛分布于自然环境中,常被应用于食品、化工、生物等领域。近年来,伴随着富马酸在材料、食品保鲜、环境等领域应用的不断拓展,其市场需求量不断提高。由于传统的化学合成及生物转化富马酸生产方法存在环境污染、原料利用率不高等问题,开发一种新型绿色富马酸生产方法迫在眉睫。传统的富马酸制备工艺通常采用强酸、五氧化二矾等物质做催化剂,会产生大量对环境有害的废水。本文通过简单的一步水热合成方法,在不使用催化剂的情况下,实现了富马酸的绿色制备。通过运用傅里叶红外光谱与核磁氢谱图,对产物进行鉴定,证实了所得产物为纯富马酸。结合扫描电镜测试,对方法的可行性与稳定性进行了验证。采用正交实验法确定了该实验最佳反应条件为:初始马来酸浓度为90%,反应时间为1小时,反应温度为200℃。此外,本文结合单因素实验获得了富马酸收率随各影响因素的具体变化规律,为后续研究提供了指导。为进一步解释反应温度、反应时间、反应初始马来酸浓度对富马酸收率的影响,本文建立了一个富马酸、马来酸、苹果酸相互转化反应的动力学模型,并结合实验数据计算得到了反应的反应动力学参数,模拟结果与实验数据相吻合。通过对动力学参数的分析,从理论上解释了各因素对反应的影响,揭示了反应机制。为实现富马酸的绿色生产,针对提纯过程的洗涤液,分别采用了洗涤液循环和活性炭吸附分离的方式进行洗涤液的处理。研究结果表明,洗涤液循环工艺可有效提高富马酸收率,且不会对产物的质量产生影响,循环次数可达到6次。在活性炭吸附分离实验中,活性炭可以有效吸附洗涤液中的马来酸、富马酸组分,使得选择性较弱的高效益苹果酸可以被分离出来,作为副产物利用。通过上述研究,完成了以马来酸为原料,在无催化剂条件下制备富马酸的相关工艺的前期开发,为富马酸和苹果酸的绿色化工工艺开发提供了指导。