均相体系催化转化农业废弃玉米秸秆为高价值平台分子
易子骁1
曾永健1
蒋志伟1
仇荣亮2
严凯2
1.中山大学环境科学与工程学院,广东 广州 5100062.中山大学环境科学与工程学院,广东 广州 510006;华南农业大学岭南现代农业科学与技术广东省实验室,广东 广州 510642
摘要：生物质作为一种来源广泛、储量丰富的可再生资源,在替代传统化石能源方面具有巨大潜力.在生物质的高效利用过程中,通过催化转化制备生物质基平台分子(如糠醛和 5-羟甲基糠醛)是一个关键环节.平台分子经过催化升级后,可进一步制备高值化学品,对推动绿色可持续能源的发展具有重要意义.以往生物质转化的研究主要关注实现单一产物产率的最大化,限制了生物质的全组分利用.本研究以农业废弃玉米秸秆为原料,采用稀硫酸作为催化剂,通过协同优化策略均相催化玉米秸秆制备糠醛和 5-羟甲基糠醛,实现同步提升 2种产物产率.深入探讨了温度、酸浓度、固液比和溶剂等因素对反应的影响.结果表明,稀硫酸在γ-戊内酯-水体系中对玉米秸秆展现出优异的均相催化活性.在固液比为 1∶20、水含量为 20%的反应体系中,180℃下反应60 min时,糠醛的产率达到最大值 62.4%;而 5-羟甲基糠醛的产率在反应 100 min时达到最大值24.9%.进一步对产物稳定性研究显示,糠醛在γ-戊内酯-水体系中的稳定性要优于 5-羟甲基糠醛.系统性揭示了稀硫酸均相催化玉米秸秆制备糠醛和 5-羟甲基糠醛的反应规律,为生物质资源的高值化利用提供了有利参考.
关键词：农业废弃秸秆生物质稀硫酸均相催化糠醛5-羟甲基糠醛
分类号：X705(一般性问题)
资助基金：国家重点研发计划(2023YFC3905804)国家重点研发计划(2024YFE0203000)广州市科技计划资助项目(202206010145)国家自然科学基金(22078374)国家自然科学基金(22378434)
论文发表日期：2025-06-30
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：9( 137-145 )
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