本文關(guān)鍵詞：離子液體在纖維素預(yù)處理過程中的應(yīng)用研究

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【摘要】：隨著人類社會的不斷發(fā)展,人類對能源的需求越來越旺盛,目前,化石能源在世界各國的能源結(jié)構(gòu)中所占的比例依然很大,然而隨著人類對石油、煤炭等不可再生的化石燃料的大量開采和利用,世界各國都面臨著嚴重的能源危機和環(huán)境污染問題。纖維素則是一種環(huán)境友好型能源材料,其對環(huán)境基本沒有污染。在纖維素的利用過程中,最為關(guān)鍵的一步是將纖維素預(yù)處理,將其轉(zhuǎn)化為糖類物質(zhì)后再利用。離子液體在纖維素預(yù)處理過程中,可以發(fā)揮重要作用。本論文共合成了兩大類5種離子液體：咪唑類離子液體1-烯丙基-3-甲基咪唑氯鹽([Amim]Cl)、N-甲基咪唑硫酸氫鹽([Hmim]HSO_4)、N-甲基咪唑磷酸二氫鹽([Hmim]H_2PO_4)和吡咯烷酮類離子液體N-甲基吡咯烷酮硫酸氫鹽([Hnmp]HSO_4)、N-甲基吡咯烷酮磷酸二氫鹽([Hnmp]H_2PO_4)。以1-烯丙基-3-甲基咪唑氯鹽([Amim]Cl)離子液體為溶劑溶解纖維素,然后加入反溶劑蒸餾水經(jīng)過離心洗滌等過程得到再生纖維素,將再生纖維素與酸性離子液體混合,使酸性離子液體水解纖維素得到還原糖,用二硝基水楊酸法對總還原糖進行分析。仔細探究了反應(yīng)溫度、酸性離子液體用量、加水量、金屬鹽的種類及用量和纖維素聚合度等因素對還原糖產(chǎn)率的影響。在所探究了四種酸性離子液體中,以N-甲基吡咯烷酮硫酸氫鹽([Hnmp]HSO_4)對纖維素的水解效果最佳,反應(yīng)進行1.5小時總還原糖的產(chǎn)率即可達到94.16%,采用的水解反應(yīng)的條件是：100℃,N-甲基吡咯烷酮硫酸氫鹽([Hnmp]HS04)的用量為1g,加水量為1g,金屬鹽MnCl2的用量為0.15g。實驗研究發(fā)現(xiàn),提高溫度能夠提高纖維素的水解速率,得到較高的總還原糖產(chǎn)率,明顯縮短反應(yīng)時間,同時,還原糖的降解速率也高；酸性離子液體用量增加,纖維素的水解速率和還原糖的產(chǎn)率并不是按比例增加,過多的離子液體用量會使還原糖的降解速率加快,降低還原糖的產(chǎn)率；反應(yīng)體系中存在過多的水會抑制纖維素的水解,降低還原糖產(chǎn)率和纖維素的水解速率；纖維素的聚合度大,會使纖維素水解的速率降低,同時也會使最大還原糖產(chǎn)率產(chǎn)率降低。
【關(guān)鍵詞】：離子液體 纖維素 水解 還原糖產(chǎn)率
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O645.1;TQ352.78
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-15
• 第一章 文獻綜述15-31
• 1.1 本課題研究背景15-17
• 1.1.1 能源問題概況15
• 1.1.2 生物質(zhì)資源在能源領(lǐng)域利用簡介15-17
• 1.2 纖維素簡介及其利用17-22
• 1.2.1 纖維素的簡介17-19
• 1.2.2 纖維素的利用19-20
• 1.2.3 纖維素的水解研究概況20-22
• 1.3 離子液體概述22-27
• 1.3.1 離子液體的結(jié)構(gòu)及其分類22-24
• 1.3.2 離子液體的合成及其制備的方法24
• 1.3.3 離子液體的應(yīng)用24-26
• 1.3.4 離子液體的發(fā)展歷程26-27
• 1.4 離子液體在纖維素預(yù)處理過程中的研究概況27-30
• 1.4.1 離子液體在纖維素溶解過程中的研究概況27-28
• 1.4.2 離子液體在纖維素水解過程中的研究概況28-30
• 1.5 本課題的選題依據(jù)和研究方法30-31
• 第二章 離子液體的合成及表征31-41
• 2.1 引言31
• 2.2 實驗試劑與儀器31-33
• 2.2.1 實驗采用的試劑32
• 2.2.2 實驗儀器及設(shè)備32-33
• 2.3 離子液體的合成及表征33-39
• 2.3.1 N-甲基咪唑試劑的預(yù)處理33
• 2.3.2 離子液體[Amim]Cl的合成及表征33-35
• 2.3.3 離子液體N-甲基咪唑硫酸氫鹽([Hmim]HSO_4)的合成及表征35-36
• 2.3.4 離子液體N-甲基咪唑磷酸二氫鹽([Hmim]H_2PO_4)的合成36-37
• 2.3.5 離子液體N-甲基吡咯烷酮硫酸氫鹽([Hnmp]HSO_4)的合成及表征37-38
• 2.3.6 離子液體N-甲基吡咯烷酮磷酸二氫鹽([Hnmp]H_2PO_4)的合成及表征38-39
• 2.4 本章小結(jié)39-41
• 第三章 咪唑類酸性離子液體催化水解纖維素研究41-57
• 3.1 引言41
• 3.2 實驗部分41-45
• 3.2.1 實驗試劑41-42
• 3.2.2 實驗儀器及設(shè)備42
• 3.2.3 還原糖含量的檢測方法及檢測原理42-44
• 3.2.4 實驗過程及分析方法44-45
• 3.3 實驗結(jié)果的分析與討論45-54
• 3.3.1 反應(yīng)溫度對纖維素水解效果的影響45-48
• 3.3.2 咪唑類酸性離子液體的用量對纖維素水解效果的影響48-50
• 3.3.3 加水量對咪唑類酸性離子液體水解纖維素效果的影響50-52
• 3.3.4 金屬鹽的種類及用量對纖維素水解效果的影響52-54
• 3.4 本章小結(jié)54-57
• 第四章 吡咯烷酮類酸性離子液體催化水解纖維素研究57-73
• 4.1 引言57
• 4.2 實驗部分57
• 4.3 實驗結(jié)果的分析與討論57-70
• 4.3.1 反應(yīng)溫度對纖維素水解效果的影響57-60
• 4.3.2 吡咯烷酮類酸性離子液體的用量對纖維素水解效果的影響60-61
• 4.3.3 加水量對吡咯烷酮類酸性離子液體水解纖維素效果的影響61-63
• 4.3.4 金屬鹽的種類及用量對纖維素水解效果的影響63-67
• 4.3.5 纖維素聚合度對酸性離子液體水解纖維素效果的影響67-70
• 4.4 本章小結(jié)70-73
• 第五章 結(jié)論與展望73-75
• 5.1 結(jié)論73-74
• 5.2 展望74-75
• 參考文獻75-79
• 附錄79-85
• 致謝85-87
• 作者和導(dǎo)師簡介87-88
• 北京化工大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文答辯委員會決議書88-89

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 尹延柏;韓嘉;張雅莉;劉濤;;N-甲基咪唑硫酸氫鹽離子液體催化合成檸檬酸三丁酯[J];生物質(zhì)化學(xué)工程;2013年04期

2 滕俊江;李春海;喬艷輝;;N-甲基咪唑硫酸氫鹽催化合成增塑劑檸檬酸三丁酯[J];應(yīng)用化工;2012年04期

3 鄭慧;;德國利用可再生能源的措施與啟示[J];行政管理改革;2011年04期

4 徐琪;張傳杰;劉廣;朱平;;細菌纖維素在室溫離子液體中的溶解性能[J];功能高分子學(xué)報;2009年04期

5 周雅文;鄧宇;韓德新;;氯代1-烯丙基-3-甲基咪唑離子液體的合成[J];化工科技;2009年03期

6 周蓓蕾;方巖雄;王蔚翔;鄧運泉;黃寶華;;N-甲基吡咯烷酮硫酸氫鹽催化合成乙酸環(huán)己酯[J];日用化學(xué)工業(yè);2008年06期

7 黃寶華;黎子進;汪艷飛;張q;方巖雄;;Brnsted酸性離子液體催化酯化反應(yīng)研究[J];化學(xué)學(xué)報;2008年15期

8 翟蔚;陳洪章;馬潤宇;;離子液體中纖維素的溶解及再生特性[J];北京化工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2007年02期

9 王樹榮;莊新姝;駱仲泱;岑可法;;木質(zhì)纖維素類生物質(zhì)超低酸水解試驗及產(chǎn)物分析研究[J];工程熱物理學(xué)報;2006年05期

10 刁香;李德剛;;離子液體的合成研究[J];精細石油化工進展;2006年05期

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本文編號：1038340