本文關(guān)鍵詞：高鐵酸鉀的制備及其氧化5-羥甲基糠制備呋喃二甲酸的研究

  更多相關(guān)文章： 木質(zhì)生物質(zhì) 2 5-呋喃二甲酸 5-羥甲基糠醛 高鐵酸鉀 經(jīng)濟高效

【摘要】：木質(zhì)生物質(zhì)主要由纖維素、半纖維素和木質(zhì)素組成。其中,纖維素是由葡萄糖單元通過(1→4)糖苷鍵連接形成的大分子聚合物,通過催化脫水,可轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)基平臺化合物5-羥甲基糠醛(5-hydroxymethylfurfural,HMF),進一步催化氧化制得2,5-呋喃二甲酸(2,5-furandicarboxylic acid,FDCA)。FDCA由于與傳統(tǒng)的石油基聚酯單體對苯二甲酸的結(jié)構(gòu)相似,可作為其替代物用于高聚物的生產(chǎn)中而備受關(guān)注。基于此,本文在石油資源日益枯竭的大環(huán)境下,提出以高鐵酸鉀為氧化劑對HMF進行氧化調(diào)控研究,得出生物質(zhì)基聚酯單體FDCA最佳反應(yīng)參數(shù),從而為木質(zhì)生物質(zhì)基聚酯關(guān)鍵單體2,5-呋喃二甲酸的綠色、高效生產(chǎn)提供理論依據(jù)。論文首先通過改進的次氯酸鹽氧化法成功制得高鐵酸鉀。在高鐵酸鉀的制備過程中加入純化步驟,即得純化的高鐵酸鉀;同時,在高鐵酸鉀的制備過程中,摻雜少量的高錳酸鉀,即得鐵錳復(fù)合氧化劑。采用亞鉻酸鹽氧化還原滴定法對高鐵酸鉀和純化后高鐵酸鉀的純度進行分析,得出高鐵酸鉀的純度為15.26%,純化后高鐵酸鉀的純度為24.13%。通過對用堿量、氧化劑用量、反應(yīng)時間和反應(yīng)溫度四個反應(yīng)參數(shù)的調(diào)控得出以上三種氧化劑氧化HMF制備FDCA的最佳反應(yīng)條件。其中,高鐵酸鉀為氧化劑時的最佳反應(yīng)條件:用堿量為1.6 mol/L、氧化劑用量為2.0 mol/L、時間為15 min、溫度為25℃,FDCA的得率為87.2%;純化后高鐵酸鉀為氧化劑時的最佳反應(yīng)條件:用堿量為1.4 mol/L、氧化劑用量為1.3 mol/L、時間為15 min、溫度為35℃,FDCA的得率為86.6%;鐵錳復(fù)合氧化劑為氧化劑時的最佳反應(yīng)條件:用堿量為1.6 mol/L、氧化劑用量為1.8 mol/L、時間為15min、溫度為25℃,FDCA的得率為91.0%。通過對氧化劑反應(yīng)前后進行XPS和FTIR檢測分析,證明高鐵酸鉀的還原產(chǎn)物為氫氧化鐵,烘干后為氧化鐵,為環(huán)境友好物質(zhì),不會帶來二次污染;鐵錳復(fù)合氧化劑的還原產(chǎn)物為氧化鐵和少量的二氧化錳。并通過實驗證明一定量氧化鐵的存在有助于提高高鐵酸鉀的氧化效果。采用HPLC對高鐵酸鉀氧化HMF制備FDCA的反應(yīng)過程進行監(jiān)測,得出反應(yīng)過程只生成一種中間產(chǎn)物,由此提出了高鐵酸鉀氧化HMF制備FDCA可能的反應(yīng)機理。本文提出的FDCA制備方法對設(shè)備要求低,氧化劑制備簡單、廉價,反應(yīng)條件溫和,反應(yīng)時間短,無二次污染,對FDCA的工業(yè)化生產(chǎn)具有重要指導意義。
【學位授予單位】：浙江理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O626.11

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 董娟;汪永輝;吳小倩;;高鐵酸鉀水處理劑的制備及穩(wěn)定性研究[J];環(huán)境科學與管理;2006年08期

2 張偉;朱琨;馮云剛;孫晉方;鄧紅艷;;高鐵酸鉀氧化去除水中苯胺的研究[J];凈水技術(shù);2009年02期

3 杜建;梁恒國;張選峰;張一鑫;;多功能水處理劑高鐵酸鉀的應(yīng)用研究進展[J];環(huán)保科技;2010年01期

4 蔣鳳生,馮長春,周志浩,張毓昌;高鐵酸鉀熱分解的研究[J];無機化學學報;1990年02期

5 何天民;彭一建;冉光珍;吳佑安;許速;李耀明;;高鐵酸鉀合成新工藝[J];無機鹽工業(yè);1990年03期

6 李志遠;趙建國;;氧化法生產(chǎn)高鐵酸鉀的研究[J];無機鹽工業(yè);1991年06期

7 周環(huán)波,葛杏莉,庫宗軍;新型多功能無機材料高鐵酸鉀[J];孝感學院學報;2002年06期

8 孟曉敏;何愛民;;使用高鐵酸鉀處理印染廢水的研究[J];中國科技信息;2004年24期

9 馬君梅,龔峰景,汪永輝;高鐵酸鉀預(yù)處理印染廢水的可行性研究[J];云南環(huán)境科學;2004年04期

10 郝景昊;楊長春;;高鐵酸鉀的制備及其氧化性的應(yīng)用[J];河南化工;2006年01期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 蘇琳娜;李傳常;唐愛東;何浩;;高鐵酸鉀的制備及其降解苯二酚的研究[A];中國顆粒學會第六屆學術(shù)年會暨海峽兩岸顆粒技術(shù)研討會論文集（上）[C];2008年

2 馬艷;高乃云;李聰;;水中鹽酸四環(huán)素的高鐵酸鉀氧化去除試驗研究[A];中國土木工程學會水工業(yè)分會給水深度處理研究會2012年年會論文集[C];2012年

3 劉汝鋒;劉婷靈;尚小琴;鐘建明;何柳紅;鄧炳財;李淑妍;;高鐵酸鉀的制備工藝研究與表征[A];2013廣東材料發(fā)展論壇——戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展與新材料科技創(chuàng)新研討會論文摘要集[C];2013年

4 朱亞薇;金明剛;鄭明森;董全峰;詹亞丁;林祖賡;;高鐵酸鉀的合成及其在非水體系中的性質(zhì)[A];第十三次全國電化學會議論文摘要集（上集）[C];2005年

5 朱業(yè)晉;賴聞玲;;高鐵酸鉀電化學合成研究[A];第十三次全國電化學會議論文摘要集（下集）[C];2005年

6 朱偉;尚宏利;黃宗卿;;電化學方法制備多功能材料高鐵酸鉀[A];第十三次全國電化學會議論文摘要集（下集）[C];2005年

7 郭玉鳳;李景印;李娜;李昌家;;石墨烯包覆高鐵酸鉀復(fù)合材料的制備及其電化學性能研究[A];第30屆全國化學與物理電源學術(shù)年會論文集[C];2013年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 趙引德邋田偉;改性高鐵酸鉀可工業(yè)化生產(chǎn)[N];中國化工報;2008年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 王素琴;用于堿性高鐵電池的高鐵酸鉀的合成及穩(wěn)定性的改善[D];中南大學;2011年

2 徐志花;高鐵化合物的制備及其電化學性能的研究[D];浙江大學;2006年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 鄧琳莉;高鐵酸鉀制備新方法及對藻類廢水的應(yīng)用[D];重慶大學;2010年

2 蘭華春;包覆型高鐵酸鉀的制備及其應(yīng)用研究[D];福州大學;2006年

3 劉臣;高鐵酸鉀的制備及其去除水中污染物的初探[D];哈爾濱工業(yè)大學;2006年

4 王瑰麗;關(guān)于高鐵酸鉀的性能及處理工業(yè)廢水的研究[D];中國石油大學;2010年

5 李細方;高鐵酸鉀的電化學制備[D];上海應(yīng)用技術(shù)學院;2015年

6 馮杰;超重力強化高鐵酸鹽與臭氧協(xié)同處理有機廢水[D];北京化工大學;2015年

7 張兆成;幾種藥劑應(yīng)急處理苯酚微污染水的比較研究[D];太原理工大學;2013年

8 王拉花;玉米秸稈發(fā)酵基質(zhì)抑制種子萌發(fā)因素分析與改良[D];河南農(nóng)業(yè)大學;2015年

9 李俊珂;高鐵酸鉀的制備及其氧化5-羥甲基糠制備呋喃二甲酸的研究[D];浙江理工大學;2016年

10 苑志華;高鐵酸鉀在煤礦礦井廢水處理中的應(yīng)用研究[D];安徽理工大學;2009年

，

本文編號：1198552