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酸性金属盐催化降解玉米秸秆制备呋喃衍生物的研究

孟兰  
【摘要】:本论文依次研究了ZnCl_2溶液、ZnCl_2与其他金属盐复配及二元金属盐组合的反应介质中,采用非均相反应方式催化降解玉米秸秆生成5-羟甲基糠醛(HMF)等呋喃衍生物的影响;进而针对无机盐溶液与有机溶剂组成的混合反应介质,研究了有机溶剂的选择、有机溶剂与二元金属盐水溶液的体积比(R)、溶液pH值、玉米秸秆加入量、反应温度及反应时间对催化降解玉米秸秆制备HMF和糠醛(FF)产率的影响。 反应温度为200°C、反应时间为75min的条件下,50mL38%ZnCl_2溶液对2g玉米秸秆催化降解,生成HMF和糠醛(FF)的产率分别达到6.31%和2.75%,对比相同条件下,用纯水催化降解玉米秸秆制备HMF和FF产率仅为0.17%和0.0031%,ZnCl_2盐溶液提高HMF和FF产率分别为6.14%和2.7469%;相同反应条件下,在50mLTiCl_3/ZnCl_2溶液中,当TiCl_3在二元金属盐中的质量分数为0.5%时,催化降解玉米秸秆生成HMF及FF的产率分别为10.81%和4.66%,分别是38%ZnCl_2溶液催化降解玉米秸秆制备HMF和FF产率的1.71倍和1.69倍,这说明二元金属盐对玉米秸秆催化降解制备呋喃衍生物比单一金属盐的效果更好。 在有机溶剂和无机盐溶液组成的混合介质中,反应温度为200℃、反应时间为80min的条件下,在50mL TiCl_3/ZnCl_2溶液(pH=3)中,当TiCl_3在二元金属盐中的质量分数为0.5%、异丙醇与TiCl_3/ZnCl_2溶液的体积比为0.3:9.7和玉米秸秆的加入量为2g时,HMF和FF的产率分别达到了15.56%和11.54%,分别是TiCl_3/ZnCl_2溶液催化降解玉米秸秆生成HMF和FF的1.44倍和2.48倍。


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