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基于机械力化学催化的秸秆解聚机理及其定向制备乙酰丙酸酯的研究

基于机械力化学催化的秸秆解聚机理及其定向制备乙酰丙酸酯的研究
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  • 批准号:31671572
  • 批准年度: 2016年
  • 学科分类:农业物料学(C130103) |
  • 项目负责人:肖卫华
  • 负责人职称:副教授
  • 依托单位:中国农业大学
  • 资助金额:58万元
  • 项目类别:面上项目
  • 研究期限:2017年01月01日 至 2020年12月31日
  • 中文关键词: 催化;解聚;定向;乙酰;丙酸酯
  • 英文关键词:ball-milling;mechanochemistry;depolymerization;crop residue;levulinate

项目摘要

中文摘要

为破解秸秆原料醇解制备乙酰丙酸酯的技术瓶颈,本研究将机械力化学催化与生物质醇解有机结合,以安全、高效、节能为目标,研究机械力化学催化秸秆解聚的基础理论及其对醇解合成乙酰丙酸酯的定向调控。通过研究酸辅助球磨工艺及方法,结合先进的显微、分子光谱及色谱分析方法解析秸秆解聚产物的微观结构、化学组成及物理化学特征,探讨酸辅助球磨条件下木质纤维素类生物质大分子的结构演变规律及作用机理;通过利用秸秆解聚产物醇解合成乙酰丙酸酯的研究,阐明解聚工艺及醇解参数对乙酰丙酸酯产物选择性的影响,探讨机械力化学催化秸秆解聚产物高效合成乙酰丙酸酯的新途径,实现秸秆醇解制备乙酰丙酸酯的定向调控。研究工作对于系统掌握酸辅助球磨条件下机械力化学催化秸秆物料解聚的行为特征具有一定的科学意义,对于促进秸秆资源高效定向转化为乙酰丙酸酯类能源化合物具有重要的实际应用价值。

英文摘要

To break the bottleneck in alcoholysis of crop residue into levulinate, we investigate a safe, efficient, and energy-saving biomass pretreatment method—acid-assisted ball-milling which utilize mechanochemistry to catalyze the depolymerization of lignocellulose. The influence of different factors which affects the degradation results including the milling time, acid type, acid concentration, and ratio of grinding media to material will be studied. The physiochemical changes of feedstock during the ball-milling will be characterized to reveal the depolymerization performance of crop residue under mechanochemical catalysis. The ball-milled product will be alcoholyzed to synthesize the levulinate with monohydric alcohol. The synthesis process will be optimized to maximize the levulinate yields and selectivity by regulating the ball-milling parameters and alcoholysis reaction conditions. To better understand the reaction mechanism, the reaction kinetics will be investigated at macro and micro levels. The mechanism study has a certain scientific significance and the process optimization has important practical value for the promotion of efficient directional conversion of crop residue to levulinates.

评估说明

    国家自然科学基金项目“基于机械力化学催化的秸秆解聚机理及其定向制备乙酰丙酸酯的研究”发布于爱科学iikx,并永久归类于相关科学基金导航中,仅供广大科研工作者查询、学习、选题参考。国科金是根据国家发展科学技术的方针、政策和规划,以及科学技术发展方向,面向全国资助基础研究和应用研究,发挥着促进我国基础研究源头创新的作用。国科金的真正价值在于它能否为科学进步和社会发展带来积极的影响。

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