兩相體系中硫酸鐵催化玉米芯制備糠醛的研究.pdf

1、由于煤炭石油等不可再生能源的過度開采使用，石化能源遲早面臨枯竭，而且，石化能源的大規(guī)模開采利用造成了嚴重的環(huán)境污染。生物質是一種可再生能源，來源廣泛，目前被認為是最可能替代煤炭石油等化石能源的原料。生物質主要有半纖維素、木質素和纖維素三種組分組成，其中半纖維素水解后可產生木糖，木糖進一步脫水產生糠醛?？啡┦且环N重要的化工中間體，用途非常廣泛。
　　本文以玉米芯作為制備糠醛的原料，以硫酸鐵為催化劑，分別選取甲苯、乙酸丁酯和正丁醇為萃

2、取劑，研究了在雙相反應體系中反應時間、催化劑濃度、反應溫度、萃取劑與溶劑的體積比等因素對糠醛產率的影響。研究發(fā)現，與單一水相反應體系相比，在用乙酸丁酯、甲苯和正丁醇作為萃取劑的兩相反應體系中，糠醛的產率都有不同程度的增加。原因是及時萃取反應生成的糠醛有利于反應平衡向生成糠醛的方向移動，同時避免了糠醛在水相中的副反應（聚合或分解）。
　　實驗表明，在不同的反應體系中，糠醛產率都隨著水解溫度的升高呈現先增大后減小，隨著水解時間的延長呈

3、現先增加后降低的趨勢，隨著萃取劑與溶劑的體積比先增大后保持不變，并在硫酸鐵濃度為10％時達到最大。三種萃取劑與溶劑的最佳體積比分別為3∶1（乙酸丁酯）、2∶1（甲苯）、1∶1（正丁醇）。在單一水相反應體系中，糠醛產率最高只有33.65％，當加入適量萃取劑，糠醛的產率明顯提高，分別達到56.48％（乙酸丁酯）、68.69％（甲苯）、46.32％（正丁醇）。萃取效果由大到小依次為甲苯＞乙酸丁酯＞正丁醇。
　　最后，本文通過響應面法對三

4、種萃取劑（乙酸丁酯、甲苯、正丁醇）實驗結果進行分析確定了提高糠醛得率的最佳實驗條件依次如下:反應時間2.12h、2.21h、1.87h，催化劑濃度10.28％、10.55％、9.86％，反應溫度158.14℃、160.35℃、158.55℃，最佳萃取劑與溶劑體積比2.34、3.32、0.55。在最佳實驗條件下三種萃取劑（乙酸丁酯、甲苯、正丁醇）制備糠醛得率分別如下:58.87％、71.76％、48.27％?？紤]到甲苯的毒性較大、用量最大