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两相水合熔盐体系中杂交狼尾草水解制备糠醛和乙酰丙酸

2021-05-20谭雪松李润东庄新姝袁振宏

生物质化学工程 2021年3期

库 松, 谭雪松, 李润东, 庄新姝*, 袁振宏,3

(1.沈阳航空航天大学 能源与环境学院, 辽宁省清洁能源重点实验室, 辽宁 沈阳 110136;2.中国科学院 广州能源研究所,中科院可再生能源重点实验室,广东 广州 510640;3.生物质能源河南省协同创新中心,河南 郑州 450002)

木质纤维素类生物质是地球上储量最为丰富的一种生物质资源[1],包括农林废弃物(玉米秸秆、稻秆、木屑等)及能源作物(狼尾草、柳枝稷等)等,其主要组分包括纤维素、半纤维素和木质素。因化石能源的不可持续性和环保要求,利用可再生的木质纤维素类生物质生产高附加值平台化合物已经成为研究热点。杂交狼尾草是一种高秆暖季型多年生草本植物,具有产量高、抗逆性强、品质优良、对土壤要求较低、耐高温和供草期长的特点,近年来被用作能源类作物广泛种植[2-6]。糠醛(FF)是一种重要的化学品,广泛应用于合成橡胶、树脂、医药和农药等领域。乙酰丙酸(LA)是美国能源部认定的12种最具竞争力的生物质基平台化合物之一,能进一步转化为γ-戊内酯、2-甲基-四氢呋喃等[7]。

木质纤维素类生物质原料中的纤维素可先水解为己糖(主要为葡萄糖),然后继续降解为5-羟甲基糠醛(HMF),在酸存在条件下,HMF开环分解为甲酸和乙酰丙酸[8];而半纤维素则先水解为戊糖(主要为木糖),然后戊糖经催化脱水得到糠醛[9]。然而,糠醛和乙酰丙酸如同时制备则难以分离。而由有机相和水相构成的两相体系可实现2种产物在反应时的高效分离,从而解决糠醛和乙酰丙酸同时制备时难以同时高效分离的难题。……

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