离子液体中富纤维农林废弃物转化成能源平台分子的研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31760193
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    38.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C1604.林产化学
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Every year nearly 10 billion tons rich fiber agricultural and forestry waste will be formed in our country, but they can be converted into a liquid fuel or high value-added chemicals through the chemical refining. However, the supramolecular structure of cellulose has high stability and chemical properties, which greatly limits the current conversion of them into the small molecular compounds via acid hydrolysis. According to the characteristics of cellulose dissolved in ionic liquid and acidic environment degradation, this project proposes using the functional dicationic ionic liquid as solvent and catalyst to enhance the catalytic degradation of cellulose under mild conditions, by changing the structure of ILs, adjusting the acidic sites and the hydrophilic lipophilic properties. The investigation focus on the law and influence factors of the degradation of cellulose into monosaccharide and the conversion of monosaccharide dehydration to furan derivatives will be proceeded. Then the conversion of the rich fiber agricultural and forestry waste to the energy platform compounds will done after the in-depth investigation of the action and the mechanism of degradation of cellulose fiber in acidic ionic liquid..With this research project proformed, it could be clear that the dissolve and degradation behavior of cellulose in acidic ionic liquid, and the chemical refining of agricultural and forestry waste can also be explored, and then provide a reference for the processing and utilization of biomass resources.
我国每年将产生近10亿吨的富纤维农林废弃物,通过化学炼制可以定向地将其转化成液体燃料或高附加值化学品。然而,纤维素的半晶态超分子结构使其具有高稳定化学性能,极大地限制了目前酸解技术将其转化成小分子化合物。本项目拟根据纤维素在离子液体中可溶及酸性环境可降解的特性,研制双阳离子型的功能化离子液体,通过改变离子液体阴阳离子的结构,调节其酸性位点和亲水亲油性能,在温和条件下催化降解纤维素;并通过分步考查纤维素降解成单糖以及单糖脱水环合成呋喃类衍生物反应的规律及影响因素,深入研究其作用机制及纤维素降解机理,实现富纤维农林废弃物高效地转化成能源平台分子。通过本项目的研究可以深入认识纤维素在酸性离子液体中溶解和降解行为和规律,还可以探索农林废弃物的化学炼制可行性,为生物质资源加工与利用提供参考。

结项摘要

为了提升木质纤维素转化成能源平台分子,本项目围绕纤维素降解制备还原糖,糖类化合物脱水环合成呋喃类物质,以及糠醛精制加工成能源化合物的方面开展了相关研究。通过对生物质的表征,分析了生物质基本特性,并对生物质中各种成分进行了定量检测,为其离子液体中的高效转化提供指导;然后通过研制合成一系列功能化双咪唑离子液体,并将筛选的离子液体应用到纤维素制备能源分子的研究中。结果表明研制的双咪唑六氟磷酸型离子液体具有对称性好,结构易调,易于制备,具有绿色环保的优点;由于良好的温控特性,使其在纤维素转化,尤其是在木糖和果糖制备糠醛和羟甲基糠醛方面存在较好的潜力,可以实现单糖高转化率和呋喃类化合物的高产率的“双高”特点,其中木糖在水溶液中定向转变成糠醛的产率超过50%,果糖定向转化成5-HMF的产率80%以上。此外,通过糠醛缩合反应,制备出了C10或C13中长链能源分子,其中十三碳二醇的产率80%以上,为制备C13烃类化合物开辟新的途径,实现了项目计划中木质纤维素制备能源平台分子的预期目标。该项目成果,为生物质化学转化制备生物质能源探索了新的途径。

项目成果

期刊论文数量(15)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Crystal structure of 1,1 '-methylenebis(3-ethyl-1H-imidazol-3-ium) bis(hexafluorophosphate(V)), C11H18F12N4P2
1,1'-亚甲基双(3-乙基-1H-咪唑-3-ium)双(六氟磷酸盐(V)), C11H18F12N4P2的晶体结构
  • DOI:
    10.1515/ncrs-2019-0430
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Zeitschrift für Kristallographie - New Crystal Structures
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Xiong Wan-Ming;Chen Jing;Zhao Wen;Zhou Yao-Hong;Jing Chen;Nie Xu-Liang
  • 通讯作者:
    Nie Xu-Liang
Synthesis and characterization of diimidazole-based hexafluorophosphate ionic liquids
二咪唑基六氟磷酸盐离子液体的合成与表征
  • DOI:
    10.1016/j.molliq.2020.114465
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Journal of Molecular Liquids
  • 影响因子:
    6
  • 作者:
    Ting Huang;Wen Zhao;Xiaohua Zhang;Xuliang Nie;Jing Chen;Wanming Xiong
  • 通讯作者:
    Wanming Xiong
Crystal structure of 1,1 '-(hexane-1,6-diyl)bis(3-ethyl-1H-imidazol-3-ium) bis(hexafluorido phosphate), C16H28F12N4P2
  • DOI:
    10.1515/ncrs-2018-0527
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Zeitschrift für Kristallographie - New Crystal Structures
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Wen Zhao;Jing Chen;Wan Ming Xiong;Ying Dong Lan;Xu Liang Nie
  • 通讯作者:
    Xu Liang Nie
Crystal structure of 3,3 '-(1,2-phenylene-bis (methylene))bis(1-vinyl-1H-imidazol-3-ium) bis(hexafluoro phosphate)(V), C18H20F12N4P2
  • DOI:
    10.1515/ncrs-2020-0555
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Zeitschrift für Kristallographie - New Crystal Structures
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Huang Ting;Chen Jin-Zhu;Nie Xu-Liang;Chen Jing;Xiong Wan-Ming
  • 通讯作者:
    Xiong Wan-Ming
Preparation of functionalized diallylimidazole ionic liquid and its application in conversion of D-fructose into HMF
功能化二烯丙基咪唑离子液体的制备及其在D-果糖转化HMF中的应用
  • DOI:
    10.1016/j.molliq.2021.118233
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Journal of Molecular Liquids
  • 影响因子:
    6
  • 作者:
    Ting Huang;Xu-liang Nie;Jing Chen;Xiao-hua Zhang;Huang-xian Zhang;Wan-ming Xiong;Da-yong Peng
  • 通讯作者:
    Da-yong Peng

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其他文献

复合碱性离子液体催化餐饮废弃油制备生物柴油
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    中国油脂
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    余冬冬;黄建平;黄长干;熊万明
  • 通讯作者:
    熊万明
地沟油制取生物柴油的研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    江西农业大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈金珠;吴苏琴;张然;熊万明
  • 通讯作者:
    熊万明
双核离子液体作用下生物柴油的制备及成分分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    江西农业大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    蓝应东;陈静;黄长干;熊万明
  • 通讯作者:
    熊万明

其他文献

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熊万明的其他基金

离子液体降解纤维素体系中水的影响机制及适水性能调控研究
  • 批准号:
    32360363
  • 批准年份:
    2023
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  • 项目类别:
    地区科学基金项目
生物油重质组分的精制及其转化机理研究
  • 批准号:
    51306081
  • 批准年份:
    2013
  • 资助金额:
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  • 项目类别:
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相似国自然基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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