乙酰丙酸生物质基平台分子的催化反应研究进展

由纤维素水解可制备乙酸丙酸,乙酸丙酸可通过加氢、酯化、缩合、氧化、脱氧等反应得到众多的化学中间体和生物燃料,是一种可制备生物质能源的、可再生的生物质基平台分子。介绍了制备乙酰丙酸的催化剂及制备方法,综述了乙酰丙酸转化为γ-戊内酯的催化剂,分析了乙酰丙酸转化为生物燃料的研究现状。对乙酰丙酸作为生物燃料的中间体替代化石燃料的应用前景进行了展望。     

生物质基二元醇催化定制过程钨基催化剂研究进展

生物质选择性转化制备二元醇是生物质高值化利用的重要路线之一,能够有效减少石油基路线存在的原料不可再生和环境污染等问题。围绕生物质及其衍生物(包括纤维素、葡萄糖和果糖)选择性转化制备乙二醇和丙二醇,系统总结了国内外研究进展,对催化剂结构类型、反应途径、反应机理、催化剂稳定性等进行了详细的介绍和分析,并对生物质催化定制二元醇的发展趋势进行了展望,以期为相关研究者提供参考。     

加州大学开发出以生物质制得的乙酰丙酸为原料生产汽油的新工艺

<正>美国加州大学戴维斯分校的研究人员开发出一种以生物质制得的乙酰丙酸为原料生产汽油沸程内的C7~C10支链烃的工艺,该工艺在相对温和的条件下操作,反应时间短,收率高。据研究人员称,考虑到从生物质转化为乙酰丙酸的收率为80%以上,该drop-in型纤维素汽油从农田到油箱的产率可超过60%。新工艺的乙酰丙酸原料可以通过化学处理稻草、玉米秸秆或市政废物等来生产。该过程与以往     

从生物质生产乙酰丙酸和GVL的另一途径

威斯康星大学由詹姆斯一迪梅希奇James Dumesic）博士带领的研究人员于2012年6月6日宣布，开发出从生物质生产乙酰丙酸和GVL的另一途径，使用γ-戊内酯（GVL）作为溶剂，使用双相反应系统，可用于纤维素解构，生产乙酰丙酸和蚁酸，它们可再转化为生物燃料。他们的研究论文已发表在RSC期刊《能源与环境科学（Energy＆ Environmental Science）》中。该双相系统操作在428K下，可使乙酰丙酸和蚁酸达到高产率（为70％），并致使纤维素完全溶解。GVL溶剂可抽提大部分乙酰丙酸（〉75％），乙酰丙酸随后可藉助于碳负载的钌锡（Ru-Sn）催化剂转化为GVL。用于纤维素转化的这种方法无需从溶剂中分离最终产品，因为GVL产品就是溶剂。此外，这种方法避免了固体胡敏素物种在纤维素解构反应器中的沉积，使这些物种可被收集，并可供其他加工方案使用。     

高纯度单脂肪酸甘油酯的制备

介绍并评述了单脂肪酸甘油酯的各种制备方法以及提纯方法。制备方法包括 :脂肪酸甘油直接酯化法、油脂甘油醇解法、脂肪酸甲酯甘油醇解法、环氧化物直接反应法 (以缩水甘油或环氧氯丙烷为原料 )、化学基团保护法 (用硼酸、酮、醛等保护羟基 )、脂肪酶催化合成法 ;提纯方法包括分子蒸馏法、溶剂结晶法、柱层析吸附分离法及超临界 CO2 萃取法等     

乙酰丙酸加氢制备γ-戊内酯催化剂研究进展

催化转化碳中性且可再生的生物质制备液体燃料和精细化学品是实现双碳目标的主要途径之一,γ-戊内酯（GVL）可作为绿色溶剂并可用于合成高品位航空燃料。乙酰丙酸（LA）是重要的生物质平台化学品,经催化加氢可制备高附加值产品GVL。首先简要介绍了生物质组成,然后从所采用的均相催化剂、多相催化剂（Ru、Pd、Ni、Cu和双金属）等分类角度重点综述了LA加氢制备GVL的研究进展,详细讨论了催化剂结构性质、反应性能、稳定性、构效关系和反应机理。最后,对LA加氢制备GVL面临的挑战进行了分析,对未来的研究方向和发展趋势作了进一步展望,可为设计大规模商业应用的高活性耐酸性Ru基催化剂提供参考。     

废PET化学解聚研究进展

综述了废PET化学循环利用的研究现状,介绍了目前国内外开发的主要化学解聚工艺方法,即水解法、醇解法和热裂解法等。其中水解法包括酸性水解法,碱性水解法和中性水解法;醇解法包括甲醇常压、甲醇加压、超临界醇解法,乙醇醇解法和乙二醇醇解法等。结果表明,化学解聚是实现废PET循环利用的有效途径。     

生物质碳水化合物催化转化制2,5-呋喃二甲酸的研究进展

2,5-呋喃二甲酸(FDCA)是有望替代石化资源合成可降解高分子及助剂材料等的重要生物质基平台化合物。介绍了FDCA的用途,综述了以生物质碳水化合物为原料制备FDCA的方法,包括传统的合成方法、5-羟甲基糠醛催化氧化法以及以生物质糖类为原料制备的方法。开发高效催化反应体系是该领域亟待突破的重要瓶颈。对进一步开发从生物质碳水化合物催化转化成FDCA提出了一些建议和展望,为生物质催化精细转化领域创新提供参考。     

氧分子氧化硫醇的机理

本文综述了轻质油品催化脱臭精制的基本反应,即用分子氧氧化硫醇为二硫化物的反应机理。在轻质油品(如汽油、煤油等)的脱臭精制中,目前广泛采用催化氧化法,即以分子氧为氧化剂,将硫醉转化为危害     

催化转化使生物质直接转化为烷烃

正华东理工大学化学与分子工程学院近期在生物质催化转化领域取得突破性进展,首次通过催化转化的方式实现原生生物质到液态烷烃的直接转化,为可再生燃料的制备提供了新途径。相关研究成果已在线发表在《自然-通讯》上。植物秸秆及农林废弃物等木质生物质主要由纤维素、半纤维素和木质素3部分组成,由于其成分复杂、结构稳     

生物质水热液化机理研究进展

介绍了生物质水热液化的机理及国内外最新研究进展。在对聚合单体如葡萄糖、木糖和氨基酸等的水热液化机理阐述分析的基础上,分析纤维素、半纤维素、木质素、蛋白质等高分子聚合物的水热液化机理,最后介绍生物质中含量相对较少却很重要的油脂及其衍生物在水热条件下的反应机理。     

多环芳烃指纹参数在催化裂化过程中的应用

采用气相色谱-质谱法分析1-甲基萘/戊基苯、四氢萘两种反应体系的烷基萘含量,发现α位和β位烷基萘质量分数随着反应转化率的升高而增加,而且不同取代位烷基萘质量分数之比（烷基萘参数）可以反映反应体系转化率的高低。进一步研究发现,不同体系的烷基萘反应机理相同,并且烷基萘产物分布受到分子筛孔道的限制。提取5种不同减压馏分油反应后的液体产物中烷基萘、烷基菲的含量信息,发现烷基萘参数与油品转化率的线性关系较好,而烷基菲参数与油品转化率的线性关系较差,因此烷基萘参数更适合作为反映减压馏分油转化率高低的指标。     

MgO促进Cu/SiO2催化乙酰丙酸乙酯合成γ-戊内酯

采用蒸氨法制备了Cu/SiO2和Cu-Mg/SiO2催化剂。采用X射线衍射(XRD)、N2吸附-脱附(BET)、N2O滴定、红外光谱(IR)、H2-程序升温还原(H2-TPR)、NH3-程序升温脱附(NH3-TPD)技术对催化剂的物理化学结构进行了表征,考察了其乙酰丙酸乙酯(EL)加氢合成γ-戊内酯性能。结果表明,与Cu/SiO2相比,加入MgO助剂可以提高催化剂的酸强度、酸量以及Cu物种的分散度,提高了乙酰丙酸乙酯转化率和γ-戊内酯选择性。     

生物质制燃料乙醇

生物质制燃料乙醇具有重要环保意义,是一种极具前景的石油可替代资源生产工艺。目前,以植物纤维素为原料生产燃料乙醇的成本仍较高。综述了近几年来生物质制燃料乙醇在预处理工艺、水解液发酵抑制物的脱除方法、水解和发酵工艺、纤维素酶和乙醇发酵基因工程菌领域的研究进展,介绍了国外相关的大的生物质制燃料乙醇项目,概述了生物量全利用的意义,展望了生物质制燃料乙醇的未来发展方向。     

离子液体中纤维素催化转化制5-羟甲基糠醛

 采用1-丁基-3-甲基咪唑离子液体(BmimCl)为溶剂,以磺酸功能化离子液体N-(4-磺酸基)丁基三甲胺硫酸氢盐和CrCl₃氯化为催化剂,开展了纤维素一锅法催化转化制5-羟甲基糠醛(HMF）的研究。采用高效液相色谱分析了液体产物。分别考察了催化剂种类、用量、反应温度和时间对纤维素转化的影响。结果表明,使用离子液体为溶剂,磺酸功能化离子液体和CrCl₃协同作用,将纤维素转化为HMF。当反应在130℃下,磺酸功能化离子液体、CrCl₃和纤维素的摩尔比为5∶4.5∶100时,HMF 收率和产物总收率分别为41%和51%。     

Ethanol Manufacture through One-step Cellulose Liquefaction Developed by Zhongren Bioenergy Company

The pilot scale tests of one-step direct liquefaction of cellulose biomass developed by a Sino-US joint venture, the Huaibei Zhongren Bioenergy Technical Development Company, Ltd. in Anhui province, have made great success. This method aiming to produce fuel and chemical feedstocks from cellulose biomass requires mild reaction conditions and all organic substances contained in the cellulose biomass can be completely converted without losses （without carbonization and gasification）.     

纤维素乙醇生产技术及产业化现状

在阐述我国发展纤维素乙醇必要性的基础上,综述了纤维素乙醇的水解发酵、同步糖化发酵、同步糖化共发酵、同步多菌产酶水解发酵等工艺及研究进展,分析了各工艺优缺点,并讨论了各工艺过程需要解决的关键技术问题;概述了国内外纤维素乙醇的产业化现状;展望了纤维素乙醇的产业化前景。     

Zn-Ca-Fe氧化物催化水解微晶纤维素

以尿素为沉淀剂制备了一系列复合金属沉淀物,将其在高温条件下煅烧获得一系列复合金属氧化物固体催化剂,并将其用于催化微晶纤维素的水解反应;考察了反应温度、反应时间、搅拌转速、催化剂用量和微晶纤维素用量对反应的影响。实验结果表明,在反应温度160℃、反应时间20 h、搅拌转速400 r/mnin、微晶纤维素2.0 g、Zn-Ca-Fe氧化物0.9 g和H_2O 200 mL的条件下,微晶纤维素的转化率高达42.56%,葡萄糖的收率为69.20%,且微晶纤维素水解液为中性溶液。在相同反应条件下,Zn-Ca-Fe氧化物可重复使用5次,其催化活性无明显降低。     

吡咯烷酮酸性离子液体高效催化纤维素水解制葡萄糖

合成并表征了一系列咪唑类和吡咯烷酮类酸性离子液体,并以这些离子液体作催化剂,采用1-丁基-3-甲基咪唑氯化盐([Bmim]Cl)为溶剂,开展了纤维素催化水解制葡萄糖的研究。先以纤维二糖为模型化合物,考察了纤维二糖-葡萄糖体系的稳定性,后续又分别考察了加水量、加水时间、催化剂种类及用量、反应温度和时间等因素对纤维素水解制葡萄糖反应的影响。结果表明,与咪唑类酸性离子液体相比较,吡咯烷酮类酸性离子液体是更优良的促进纤维素水解的催化剂。采用1-甲基-2-吡咯烷酮甲基磺酸盐(［Hnmp］CH₃SO₃)酸性离子液体为催化剂时,在110℃下,当催化剂、纤维素中包含的葡萄糖单元、水三者的摩尔比为1∶3∶210,加水方式为40 min内每隔10 min加1次,分5次加完时,反应2 h,葡萄糖的收率为68%。     

甲基环己烷催化裂化的研究进展

详述了近年来国内外在甲基环己烷(MCH)催化裂化转化途径和机理研究中取得的成果。从单环环烷烃的催化裂化反应机理出发,分析了不同催化剂和工艺条件下的MCH转化反应特点。在催化裂化条件下,MCH主要发生开环、β-裂化、氢转移、异构化、烷基转移和脱烷基等六大类反应。着重讨论了MCH在不同催化体系下的反应性能、反应机理及动力学模型的建立;在此基础上,进一步总结了典型的MCH催化裂化反应网络。展望了环烷烃催化裂化催化剂研制和工艺优化的发展方向。