水热条件下生物质衍生物乳酸乙酯氢化及5-羟甲基糠醛氧化的研究

摘要

世界经济的飞速发展，使人们的生活日新月异，但随之而来的能源危机也为我们敲响了警钟，化石能源（石油、天然气、煤炭等）等不可再生资源的过度消耗将会严重制约人类的生存和发展，寻找新的可再生能源来代替这些不可再生资源已经刻不容缓。生物质以其可再生性、广泛分布性以及低污染性等独特的优势，正在获得越来越多的关注，并在各个领域得到了广泛的应用。
　　本研究以生物质衍生物为原料，在水热反应下产高附加值产物化工产品。课题主要包括两个内容：1.水热催化氢化乳酸乙酯产1,2-丙二醇；2.水热催化氧化5-羟甲基糠醛产2,5-二甲酰基呋喃。
　　首先，1,2-丙二醇在化工行业应用广泛，可用于食品、医药和化妆品等领域，同时还能用作增湿剂、防霉剂以及防冻剂。目前工业上主要用环氧丙烷水合氧化法来生产1,2-丙二醇，这种工艺需要消耗丙烯等化石能源，同时工艺流程长、设备多、能耗大、成本高。本研究是在水热条件下，以金属以及金属氧化物作为催化剂，以廉价活泼金属为还原剂从水中置换出原位氢，催化氢化乳酸乙酯产高附加值的1,2-丙二醇。本研究具有以下优点：水既作为溶剂，也作为氢源，绿色无污染且无需外加氢源，同时以廉价金属以及金属氧化物作为还原剂和催化剂，节约了生产成本。
　　其次，2,5-二甲酰基呋喃是一种具有广泛应用前景的重要有机中间体和平台分子。它在有机合成工业以及医药工业等众多领域中具有重要的用途，可以用来生产抗真菌剂，可以作为某些导电材料的前体，还能用来生产大环配体以及荧光材料等。传统的2,5-二甲酰基呋喃生产工艺需要在有机溶剂中进行，对人体和环境都有一定程度的危害，并且需要使用昂贵的催化剂，制作工艺复杂，成本高。本研究以生物质衍生物5-羟甲基糠醛为原料，以水来代替有机溶剂，并且使用的是廉价易得的金属氧化物以及金属氯化物作为催化剂，在水热条件下产2,5-二甲酰基呋喃。本研究优点如下：无需使用有机溶剂，避免了对环境的污染以及人体的危害；无需使用昂贵复杂的催化剂和氧化剂，节约了成本。

目录

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 生物质能源概述

1.3 水热技术及其应用

1.4 课题研究目的、内容

第二章 水热条件下乳酸乙酯产1, 2-丙二醇的研究

2.1 引言

2.2 1, 2-丙二醇的应用以及研究进展

2.3 实验方法

2.4 结果与讨论

2.5 反应中的其它产物

2.6 本章小结

第三章 水热条件下乳酸乙酯产1, 2-丙二醇的机理研究

3.1 引言

3.2 实验方法

3.3 结果与讨论

3.4 本章小结

3.5 课题创新点

第四章 水热条件下氧化5-羟甲基糠醛产2, 5-二甲酰基呋喃的研究

4.1 引言

4.2 2, 5-二甲基呋喃的应用及研究进展

4.3 试验方法

4.4 结果与讨论

4.5 本章小结

4.6 课题创新点

第五章 结论与建议

5.1 结论

5.2 建议

致谢

参考文献

个人简历、学术论文与研究成果