沙柳降解液化制备多元醇的工艺研究

利用内蒙古丰富的生物质资源沙柳,以硫酸为催化剂,乙二醇为溶剂,对沙柳降解液化制备多元醇进行研究.考察了料液浓度、反应温度、反应时间、催化剂浓度等因素对沙柳液化降解制备多元醇的液化率和性质的影响,通过单因素实验对液化反应过程进行了分析,确定了较优化的液化反应工艺条件.实验结果表明:沙柳在乙二醇溶剂中具有良好的液化效果,在反应温度为170℃、反应时间为2h、催化剂浓度为0.03mL/mL、料液浓度为0.025g/mL的条件下,最高液化率达到94.3%,得到的多元醇液化产物的羟值为209.5~301.8mg/gKOH,酸值为27.1~34.5mg/gKOH,为低羟值多元醇.该制备工艺简单可行,反应条件温和,成本较低,为沙柳的综合利用和多元醇的绿色制备提供了一条新的途径.     

沙柳在混合供氢溶剂中的液化工艺及产物特性

 采用单因素和正交实验, 考察了沙生灌木沙柳在苯酚和四氢萘混合供氢溶剂中液化的反应时间、反应温度、催化剂用量、苯酚用量和四氢萘用量等工艺参数对液化产物残渣率的影响, 得到沙柳在混合溶剂中的最优化工艺是: 反应温度120℃, 反应时间2 h, 催化剂(98%的浓硫酸)1 mL, 苯酚15 g, 四氢萘5 mL, 此条件下的液化率可达97.51%。各因素影响次序为: 反应温度> 反应时间> 催化剂用量> 四氢萘用量> 苯酚用量。不同反应时间下的沙柳液化液体产物红外谱图表明, 在反应时间30 min 前产生新峰, 在30 min 后谱图特征相同; 固体残渣红外谱图表明, 沙柳组分中的木质素和半纤维素首先发生了降解, 木质素结构单元中的酚醚键断裂先于木质素芳香核之间的碳碳键的断裂, 且液化反应的最终固体残渣中含有吡喃糖环和缔合羟基; 液化固体残渣热重分析表明, 产物中的有机质随液化的进行逐步减少, 且热分解反应分为2 个阶段, 表现出明显的阶段性。     

沙柳、柠条、杨木的苯酚液化工艺研究

以苯酚作液化剂,稀硫酸作催化剂,对沙柳(Salix psammophila)、柠条(Caragana intermedia)和杨木(Populus×Euramericana(Doda)Guineir cv.’I-214)进行了液化实验,分析了反应温度、液比、催化剂用量及液化时间对液化反应的影响。结果表明:(1)在适宜的液化条件下,沙柳、柠条和杨木均能达到理想的液化效果,且杨木比沙柳和柠条更易于液化。(2)反应温度对液化过程的影响最大,液比、催化剂用量等对液化过程也有不同程度的影响。(3)杨木液化适宜的工艺条件为:温度150℃,液比(酚/木)为3,催化剂质量分数7%,时间120 min;沙柳和柠条适宜的液化工艺条件为:温度150℃,液比(酚/木)为4,催化剂质量分数7%,时间120 min。     

亚/超临界乙二醇中沙柳的液化工艺研究

在亚/超临界乙二醇体系中,以碳酸钠作为催化剂,利用正交试验和单因素方法对沙柳进行了液化实验,考察了反应时间、反应温度、催化剂用量、液固比以及沙柳的粒度对液化反应的影响。采用红外光谱,热重等手段分析了随着反应时间的增加,液化产物成分和液化残渣的变化。结果表明:①反应温度对液化有显著的影响,反应时间、催化剂用量、液固比以及沙柳粒度也有不同的影响;②沙柳液化适宜的工艺条件为:反应温度372.7℃,反应时间为15 min,乙二醇体积为60 mL,沙柳质量为5 g,催化剂质量为0.6 g时的液化率为98.56%;③对液化产物和固体残渣做红外分析,在达到反应时间10 min后的液化液体产物和固体残渣的峰型都没有大的变化,说明液化过程中沙柳组分中的半纤维素和木质素首先发生降解,并且残渣中仍存有纤维素,产物成分不会随着反应时间的延长而改变,且液化产物结构复杂,主要含有醇、醛、酯、酚类、芳烃等;④对沙柳固体残渣做热重分析知,半纤维素在反应时间为15 min时达到全部降解。纤维素的含量随着反应时间的延长有降低的趋势,说明延长反应时间会促进纤维素的降解。     

磷钨酸催化沙柳醇解制备乙酰丙酸乙酯

研究了在磷钨酸催化的条件下,沙柳醇解制备乙酰丙酸乙酯的工艺。通过单因素试验和正交试验考察了沙柳质量(固液比)、催化剂质量、反应温度及反应时间等对乙酰丙酸乙酯产率的影响。结果表明在反应温度为210℃、反应时间为4 h、沙柳质量为1. 5 g、催化剂质量为3. 5 g时,乙酰丙酸乙酯的最高产率为36. 21%。各反应因素对产率影响的大小为:沙柳质量(固液比)反应时间反应温度催化剂质量。利用FT-IR分析了沙柳及醇解液化产物的结构,说明沙柳主要含有脂肪烃结构和芳香结构及多种含氧官能团,醇解后的液化产物显示出了乙酰丙酸乙酯的结构特征。     

木质素在超临界甲醇中催化液化的条件优化研究

研究了在超临界甲醇条件下催化剂用量、料液比、反应时间和反应温度对木质素液化的影响.采用4因素2水平(2~4)全析因设计研究各单因素两两交互作用对木质素液化率的影响.单因素实验结果表明,催化剂用量与木质素质量之比为16.7%时木质素的液化率最高,反应时间和反应温度的增加都会促进木质素的液化,但料液比的增加会降低木质素的液化率.2~4全析因设计表明只有反应温度、反应时间和料液比3个影响因子之间有交互作用.对木质素液化转化率的影响因素:反应温度(A)反应时间(B)料液比(D)与反应时间的交互作用催化剂用量(C)反应时间和催化剂用量交互作用反应温度和催化剂用量交互作用催化剂用量和料液比的交互作用反应温度和料液比的交互作用.其中反应温度对木质素转化率的贡献率最大,高达85%左右.利用Design-Expert V8.0.6软件得到了超临界甲醇中木质素催化液化的拟合公式:转化率=61.53+8.17A+1.92B-0.99C+3.125×10~(-3)D+0.23AB-0.71AC-0.53AD-0.76BC+1.06BD-0.60CD.     

松香胺希夫碱-铜催化松香的氧化反应研究

研究了以松香胺希夫碱 铜配合物为催化剂催化H2O2氧化松香的情况.探索了H2O2浓度、溶剂、催化剂的用量、温度等因素对反应的影响 实验结果表明,在无水乙醇作溶剂,松香胺希夫碱 铜催化剂用量为2%情况下,温度对反应的影响最大 其次为H2O2的用量,而时间对反应的影响最小.通过正交实验得出最佳实验条件为:在松香与无水乙醇的质量比为1∶5,松香胺希夫碱 铜催化剂用量为2%情况下,反应温度80℃,35%H2O2的用量7ml,反应时间1h较理想.     

二氧化硅负载硫酸镧催化合成乙酸正丁酯的研究

以二氧化硅负载硫酸镧为催化剂.催化合成了乙酸正丁酯.研究了原料比例、催化剂用量、反应时问、催化剂重复使用效果等冈索对酯化率的影响,确定了较佳的工艺条件.结果表明,反应的最佳条件为:酸醇摩尔比(mol/mol)为1.0:2.0,催化剂的用量为冰乙酸用量的2.0%(质量比),反应温度为110～115℃.反应时间为2.0h,乙酸的转酯化率为95%以上.     

柠檬酸三丁酯的合成研究

介绍了对甲苯磺酸和硫酸氢钾混合催化剂合成柠檬酸三丁酯的研究。考察了催化剂配比、催化剂用量、原料配比、反应温度和反应时间等因素对合成反应的影响,确定了最佳反应条件:酸醇摩尔比为1:4.5,催化剂用量为3.0%,对甲苯磺酸和硫酸氢钾质量比为1:3,反应温度为140～150℃,反应时间为3h,柠檬酸三丁酯酯化率可达到96.9%。     

助溶酸浸硫铁矿烧渣的研究

采用常压下助溶酸浸的方法对提取硫铁矿烧渣中的铁进行了研究,得到硫铁矿烧渣中铁浸出率的影响因素及规律。结果表明,影响铁浸出率的主要因素为硫酸浓度、反应时间和温度、硫酸用量系数、助溶剂用量及热水用量;当硫酸用量系数为1.05、硫酸浓度为65%-70%、反应温度为125℃、反应时间为3-4 h、助溶剂用量为烧渣量的16%-20%、热水用量为烧渣量的1倍或1.8倍时,铁的浸出率可达95%以上。     

非离子型表面活性剂对甘蔗渣在二甘醇/甘油溶剂中液化的影响

将甘蔗渣在二甘醇/丙三醇溶剂体系下液化,考察非离子型表面活性剂（NIS）：OP-10,OP-15,AEO-9,AEO-15,Tween-85,Tween-80,Span-60对液化的促进作用。结果AEO-15对提高甘蔗渣液化转化率效果最明显,相对于未使用AEO-15的液化体系,残渣率降低36.2%,液化产物羟值提高37.7%,重均分子量上升18.8%,液化产物分子量分布更佳,液化产物聚合分散度降低11.3%;而OP-10对液化中间产物在试剂体系中的分散溶解效果最好,液化最终产物羟值提高96%,达到791 mgKOH/g。这说明,NIS可以提高液化试剂对甘蔗渣的渗透能力,增强液化产物在液化试剂体系中的分散溶解,已经显著改善了甘蔗渣在二甘醇/甘油溶剂体系中的液化程度,液化效果接近或超过了甘蔗渣在聚乙二醇/甘油溶剂体系中的液化效果。     

由复合催化剂催化合成硬脂酸乙酯

硫酸氢钠和浓硫酸能够作为酯化反应的催化剂,本文研究了以硬脂酸和无水乙醇为原料,硫酸氢钠和浓硫酸为复合催化剂合成硬脂酸乙酯。最佳反应条件为:醇酸摩尔比n(硬脂酸)∶n(无水乙醇)为1∶8,催化剂用量为1.4 g,复合催化剂中硫酸氢钠与浓硫酸之比为1.8:1,反应时间120 min,酯化率最高可达82%。     

NaVO3+H2SO4溶液中氧气气氛下甲酸分解的研究

研究了在氧气存在下生物质催化氧化制甲酸体系中甲酸的稳定性,主要考察了反应温度、反应时间、氧气初始压力、硫酸浓度、催化剂等因素对于甲酸分解的影响。研究结果表明,温度、反应时间、硫酸浓度对甲酸的分解速率有显著的影响;氧气的初始压力对于甲酸的分解影响较小;催化剂NaVO3的存在会加速甲酸的分解。生物质催化氧化体系中,甲酸的分解反应为二级反应,甲酸分解反应的表观活化能为85.1 k J/mol。提出了在H2SO4溶液中氧气气氛下NaVO3催化甲酸分解的机理。     

木质生物质常压液化及催化裂解研究

以正辛醇为溶剂，在常压下对木粉生物质进行催化液化，液化产物经γ-氧化铝负载的Ru-Co-Mo催化剂进行常压催化裂解，得到生物燃料油。对液化产物及其后的催化裂解产物分析结果表明：常压下的木粉液化率可达90.31%；经过催化裂解后的液化油产率可达69.73%；正辛醇回收率达90%；所得到的液化产物具有很好的可燃性。     

衣康酸加氢制备甲基丁二酸

间歇式应釜中,采用骨架Ni催化剂,对衣康酸加氢制备甲基丁二酸的工艺条件进行了研究,探讨了溶剂、反应时间、反应温度、催化剂用量及循环次数对加氢反应的影响。结果表明,最佳反应条件为：甲醇为溶剂,反应时间为60min,反应温度为50℃,催化剂质量分数为10％,此时,衣康酸转化率为99．14％。催化剂循环使用5次后,衣康酸转化率仍在95％以上。采用傅里叶红外光谱、核磁共振对产物的结构进行了分析。     

乙酰水杨酸合成方法改进

以水杨酸和乙酸酐为原料,以弱酸硫酸铝钾作催化剂可以方便的合成乙酰水杨酸,实验结果表明:反应温度、反应时间、催化剂用量、水杨酸与乙酸酐的比例等因素均有影响,最佳反应条件是:催化剂的用量为0.6g,n(水杨酸)n(乙酸酐)=1.0 2.0,恒温70℃,反应时间为30min,在优化的反应条件下,乙酰水杨酸的产率为77.8%。结果还表明,硫酸铝钾作为催化剂产率高于浓硫酸作催化剂的产率,而且产品色泽为白色,且纯度高。     

H3PW12O40/H2O2/H2O体系催化氧化苯甲醇合成苯甲醛

合成一系列杂多酸(盐)并采用红外光谱对其进行表征,研究它们对苯甲醇氧化合成苯甲醛反应的催化性能.并以H3PW1 2O40为催化剂,分别考察溶剂类型、反应时间、反应温度、催化剂用量和H2O2用量对该反应的影响,并且初步探讨该反应的反应机理.实验结果表明:5种杂多酸(盐)均具有Keggin型结构,以水为溶剂时,5种杂多酸(盐)均具有催化活性,其中H3PW12O40催化活性最高.在催化剂用量0.04mmol、w(H2O2)=30%的H2O2用量0.015mol、反应时间3.5h、反应温度90℃、溶剂水用量10mL的优化反应条件下,苯甲醇的转化率为95.59%,苯甲醛的收率可达91.62%.由此可知,H3PW12O40/H2O2/H2O体系是环境友好的高效催化体系,具有工业化应用前景.     

氧化铝赤泥酸浸提取镓的新工艺研究

研究了拜耳法赤泥硫酸浸出镓的过程。硫酸浸出镓的溶液,用氢氧化钠反应生成沉淀,再用盐酸溶解沉淀提取镓的过程。采用正交试验考察浸出过程中温度、时间、液固比、浓度对镓浸出率的影响的主次顺序以及最佳条件。结果表明,该方法比单纯用盐酸浸出镓的浸出率高。镓的高浸出率是保证高的回收率的基础。