高溫液態(tài)水中CO-,2-催化棉纖維水解制取葡萄糖的研究.pdf

1、纖維素水解制取葡萄糖,再發(fā)酵生產燃料乙醇是一條開發(fā)生物質資源的清潔途徑,對解決能源緊缺和環(huán)境問題都具有重要的意義。利用CO<,2>的非腐蝕性和無污染性,以及高溫液態(tài)水相對溫和的條件,可以提高水解產物中葡萄糖的穩(wěn)定性,同時也能避免傳統(tǒng)強酸催化過程中的污染問題。本論文在高溫液態(tài)水中,以脫脂棉為纖維素模型化合物和CO<,2>為催化劑,對纖維素水解制取葡萄糖過程進行系統(tǒng)的研究。 論文對葡萄糖在超 (亞) 臨界水/甲醇中的穩(wěn)定性進行了實驗

2、研究。發(fā)現(xiàn)溫度是影響葡萄糖穩(wěn)定的主要因素,在介質水和甲醇中,溫度越高,葡萄糖的穩(wěn)定性越低。葡萄糖在250℃以下具有較好的穩(wěn)定性。在超(亞)臨界水中,壓力對葡萄糖的穩(wěn)定性影響不明顯；在超(亞)臨界甲醇中,葡萄糖的穩(wěn)定性隨著壓力升高而降低,當達到臨界壓力時降低到最小值,再升高壓力,穩(wěn)定性基本不變。停留時間越長,葡萄糖在超臨界水和甲醇中越不穩(wěn)定。此外,葡萄糖在超臨界甲醇中的穩(wěn)定性要高于在超臨界水中的穩(wěn)定性。 以CO<,2>為催化劑,采

3、用間歇反應器在高溫液態(tài)水中系統(tǒng)研究了脫脂棉水解制取葡萄糖的過程。葡萄糖的收率取決于纖維素水解生成葡萄糖的速率和葡萄糖降解速率之差,而反應速率主要是由溫度決定。發(fā)現(xiàn)在200℃左右時,葡萄糖的收率最高,此后隨著溫度的升高,葡萄糖的收率迅速減小。葡萄糖的選擇性先隨著壓力的升高而增大,在10MPa時達到最大值,然后逐漸減小。這是由于高的CO<,2>壓力增強了體系的酸度,一方面加速了纖維素的水解,有利于葡萄糖的生成,另一方面降低了葡萄糖的穩(wěn)定性。