近年來,生物質(zhì)資源高效轉(zhuǎn)化為有效的平臺化學(xué)品受到越來越多研究者的重視。本文探究了木薯淀粉和纖維素在低共熔溶劑中的溶解行為以及低共熔溶劑中多酸催化劑催化碳水化合物制備5-羥甲基糠醛(5-HMF)。實驗所用低共熔溶劑均以氯化膽堿為氫鍵受體,以羧酸或醇為氫鍵供體。以溶解度為指標(biāo),當(dāng)甲酸摩爾比為1:4,反應(yīng)溫度為100℃時,木薯淀粉在氯化膽堿-甲酸(1-4)中的溶解效果最好,溶解度高達(dá)1.1208 g/g DES。經(jīng)氯化膽堿-甲酸(1-4)溶解后的木薯淀粉,出現(xiàn)偏光十字特性消失,顆粒破碎并團(tuán)聚成塊,分子鏈羥基與低共熔溶劑中的離子形成了大量氫鍵,顆粒內(nèi)部的層狀結(jié)構(gòu)和結(jié)晶結(jié)構(gòu)基本消失,重均分子量降低等現(xiàn)象。以平均分子量為指標(biāo),當(dāng)甲酸摩爾比為1:4,反應(yīng)溫度為100℃,固液比為1:50時,纖維素在氯化膽堿-甲酸(1-4)中的溶解效果最好,聚合度低至DP=94(M=15228 g/mol)。經(jīng)氯化膽堿-甲酸(1-4)溶解后的纖維素,出現(xiàn)平均分子量減小,不能維持棒狀形貌并團(tuán)聚成塊,相對結(jié)晶度增大,分子鏈羥基與低共熔溶劑中的離子形成了大量氫鍵等現(xiàn)象。因此,氯化膽堿-甲酸(1-4)為木薯淀粉和纖維素的溶解提...

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 生物質(zhì)資源
        1.1.1 生物質(zhì)的概述
        1.1.2 生物質(zhì)的組成
        1.1.3 木薯渣
        1.1.4 生物質(zhì)資源高效轉(zhuǎn)化的研究熱點
    1.2 碳水化合物制備5-羥甲基糠醛的機理
        1.2.1 5-羥甲基糠醛的性質(zhì)與結(jié)構(gòu)
        1.2.2 5-羥甲基糠醛的形成機理
        1.2.3 5-羥甲基糠醛的應(yīng)用
    1.3 碳水化合物制備5-羥甲基糠醛的催化體系
        1.3.1 無機酸
        1.3.2 有機酸
        1.3.3 金屬氯化物
        1.3.4 多酸催化劑
    1.4 碳水化合物制備5-羥甲基糠醛的溶劑體系
        1.4.1 水相
        1.4.2 有機相
        1.4.3 離子液體
        1.4.4 雙相體系
    1.5 碳水化合物的溶解體系
        1.5.1 淀粉在溶解上存在的問題
        1.5.2 淀粉的溶解體系
        1.5.3 纖維素在溶解上存在的問題
        1.5.4 纖維素的溶解體系
    1.6 低共熔溶劑
        1.6.1 低共熔溶劑的分類
        1.6.2 低共熔溶劑的理化性質(zhì)
        1.6.3 低共熔溶劑在溶解碳水化合物中的應(yīng)用
        1.6.4 低共熔溶劑在催化反應(yīng)中的應(yīng)用
    1.7 選題的意義和研究內(nèi)容
        1.7.1 選題的意義
        1.7.2 研究內(nèi)容
第二章 木薯淀粉在低共熔溶劑中的溶解行為研究
    2.1 實驗設(shè)備與材料
        2.1.1 儀器與設(shè)備
        2.1.2 原料與試劑
    2.2 實驗方法
        2.2.1 低共熔溶劑的制備
        2.2.2 低共熔溶劑的篩選
    2.3 分析與表征
        2.3.1 偏光顯微鏡
        2.3.2 掃描電子顯微鏡
        2.3.3 傅立葉變換紅外光譜儀
        2.3.4 小角X射線散射儀
        2.3.5 廣角X射線散射儀
        2.3.6 凝膠滲透色譜儀
    2.4 結(jié)果與討論
        2.4.1 低共熔溶劑的篩選
        2.4.2 木薯淀粉在低共熔溶劑中的溶解過程
        2.4.3 溶解對木薯淀粉表面形貌的影響
        2.4.4 溶解對木薯淀粉化學(xué)鍵的影響
        2.4.5 溶解對木薯淀粉層狀結(jié)構(gòu)的影響
        2.4.6 溶解對木薯淀粉結(jié)晶結(jié)構(gòu)的影響
        2.4.7 溶解對木薯淀粉分子量的影響
    2.5 本章小結(jié)
第三章 纖維素在低共熔溶劑中的溶解行為研究
    3.1 實驗設(shè)備與材料
        3.1.1 儀器與設(shè)備
        3.1.2 原料與試劑
    3.2 實驗方法
        3.2.1 低共熔溶劑的制備
        3.2.2 低共熔溶劑的篩選
    3.3 分析與表征
        3.3.1 紙漿粘度計
        3.3.2 掃描電子顯微鏡
        3.3.3 X射線衍射儀
        3.3.4 傅立葉變換紅外光譜儀
    3.4 結(jié)果與討論
        3.4.1 低共熔溶劑的篩選
        3.4.2 溶解對纖維素結(jié)晶結(jié)構(gòu)的影響
        3.4.3 溶解對纖維素表面形貌的影響
        3.4.4 溶解對纖維素化學(xué)鍵的影響
    3.5 本章小結(jié)
第四章 低共熔溶劑中多酸催化劑催化碳水化合物制備5-HMF
    4.1 實驗材料與設(shè)備
        4.1.1 原料與試劑
        4.1.2 儀器與設(shè)備
    4.2 實驗方法
        4.2.1 多酸催化劑的制備
        4.2.2 低共熔溶劑中多酸催化劑催化碳水化合物制備5-HMF
    4.3 分析與表征
        4.3.1 電感耦合等離子發(fā)射光譜儀
        4.3.2 多酸催化劑的酸強度分析
        4.3.3 多酸催化劑的酸容量分析
        4.3.4 傅立葉變換紅外光譜儀
        4.3.5 X射線衍射儀
        4.3.6 高效液相色譜分析儀
    4.4 結(jié)果與討論
        4.4.1 多酸催化劑的篩選
        4.4.2 多酸催化劑的表征
        4.4.3 低共熔溶劑中多酸催化劑催化碳水化合物制備5-HMF的影響因素
    4.5 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論
    5.1 結(jié)論
    5.2 創(chuàng)新點
    5.3 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
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本文編號：3917598