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超低酸催化纤维素醇解制备乙酰丙酸乙酯

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乙酰丙酸乙酯(EL)是极具潜力的生物质燃料和添加剂,利用产量丰富的生物质生产EL有利于EL的产业化、大规模化生产。文章利用超低浓度硫酸催化纤维素制备EL,研究了硫酸用量、反应时间、反应温度和底物浓度对EL产率的影响,并利用响应面Box-Behnken模型研究各因素对EL产率的影响。优化EL制取工艺,得到了超低浓度硫酸催化纤维素制取EL的最优工艺条件:硫酸用量为 0。5%,反应温度为 204℃,反应时间为240 min,底物浓度为 29 g/L,EL实际平均产率为66。70%,与理论预测值相对误差为 3。25%。利用GC-MS分析了不同反应时间下超低浓度硫酸催化纤维素的醇解产物分布,提出了可能的反应路径。研究结果可为纤维素生物质醇解转化提供借鉴和参考。
Preparation of ethyl levulinate from cellulose alcoholysis catalyzed by extremely acid
Ethyl levulinate(EL)is a highly promising biomass fuel and additive,and the production of EL using yield-rich biomass is beneficial to the industrialized large-scale production of EL.In this article,we studied the effects of sulfuric acid dosage,reaction time,reaction temperature and substrate concentration on the yield of EL using ultra-low concentration sulfuric acid catalyzed cellulose,and optimized the EL production process by using response surface Box-Behnken model to study the effects of various factors on the yield of EL,and obtained the optimal process conditions for EL production from ultra-low concentration sulfuric acid catalyzed cellulose:sulfuric acid dosage 0.5%,reaction temperature 204℃,reaction time 240 min,substrate concentration 29 g/L reaction,the actual average yield of EL was 66.70%,with a relative error of 3.25%from the theoretical prediction.GC-MS analyzed the distribution of alcoholysis products of ultra-low concentration sulfuric acid-catalyzed cellulose under different reaction times,and proposed possible reaction pathways,the results of which can provide reference and reference for the alcoholysis conversion of cellulosic biomass.

celluloseextremely low acidethyl levulinateresponse surface methodologyalcoholysis

陈一航、梁轩宇、郝金波、赵浩然、徐桂转

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河南农业大学 机电工程学院,河南 郑州 450002

农业部农村可再生能源新材料与装备重点实验室,河南 郑州 450002

纤维素 超低酸 乙酰丙酸乙酯 响应面 醇解

国家自然科学基金

U1904122

2024

可再生能源
辽宁省能源研究所 中国农村能源行业协会 中国资源综合利用协会可再生能源专委会 中国生物质能技术开发中心 辽宁省太阳能学会

可再生能源

CSTPCD北大核心
影响因子:0.605
ISSN:1671-5292
年,卷(期):2024.42(5)
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