木质纤维素催化转化制高附加值化学品乙醇酸甲酯
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:U1662130
- 项目类别:联合基金项目
- 资助金额:65.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:B08.化学工程与工业化学
- 结题年份:2019
- 批准年份:2016
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2017-01-01 至2019-12-31
- 项目参与者:徐琴琴; 周丹; 赵孟姣; 刘一凡; 任泓睿; 乔国岳; 甄梦媛; 李根; 李可为;
- 关键词:
项目摘要
Methyl glycolate (MG) is widely used in chemical, pharmaceutical and agrochemical industries. In particular, MG can be used as an intermediate for production of ethylene glycol and ethanol via hydrogenation reactions. Presently, the production of MG heavily relies on the fossil resources, which will cause serious concerns about CO2 emissions. In this project, we propose a new production method for MG, that is, “one-pot” production of MG from renewable lignocellulosic biomass. To this end, three sequential reactions involved in the one-pot process, including alcoholysis of cellulose, retro-aldol condensation of sugars, and esterification of glycolaldehyde are required to match with each other in their reaction rates. Supercritical methanol will be used as the solvent and a series of early transition metal oxides will be explored as the catalysts for the selective C-C cleavage of cellulose-derived sugars (i.e., retro-aldol condensation reaction of sugars). It is expected that a high yield of MG will be achieved through optimization of the reaction conditions and catalyst formulations. For practical applications, this project will lay the basis on the further transformation of MG to ethylene glycol and ethanol. In fundamental science, we will employ in situ characterization technologies in combination with DFT calculations to reveal the cleavage mechanism of C-O-C and C-C bonds at molecular scale, which will contribute to the field of biomass valorization.
乙醇酸甲酯广泛应用于化工、医药、农药等领域,特别是其通过催化加氢反应可进一步制取大宗化工产品乙二醇和乙醇。但目前乙醇酸甲酯的生产主要通过化石路线。本项目创新性提出利用可再生的木质纤维素生物质资源通过催化转化“一锅”法制备高附加值化学品乙醇酸甲酯。项目将以超临界甲醇为溶剂,拟利用对纤维素糖类的反羟醛缩合反应(糖分子中C-C键选择性剪切)具有催化作用的前过渡金属氧化物为催化剂,通过优化催化剂和反应条件使得该过程所涉及的三个串联反应(即:纤维素醇解反应、反羟醛缩合反应、酯化反应)实现高效偶联,从而实现纤维素“一锅”高收率转化为乙醇酸甲酯,为乙醇酸甲酯的下游转化提供基础。基础研究方面,通过利用一系列原位表征方法,结合反应动力学和密度泛函理论计算,从分子层次阐明纤维素大分子C-O-C键和C-C键选择性活化和剪切的反应机理,从而为木质纤维素的高值化利用奠定理论基础。
结项摘要
乙醇酸甲酯广泛应用于化工、医药、农药等领域,特别是其通过催化加氢反应可进一步制取大宗化工产品乙二醇和乙醇。但目前乙醇酸甲酯的生产主要通过化石路线。本项目以钨基化合物为催化剂,首次在超临界甲醇中将纤维素一步转化为乙醇酸甲酯。对催化剂和反应条件进行详细的考察后,发现性能最优的催化剂为W2C/CMK-3,在优化的反应条件下(1MPa O2,240 oC,2 h)获得了51.2%的乙醇酸甲酯收率,且催化剂表现出较好的循环稳定性,使用6次后乙醇酸甲酯的收率仍大于50%。从而开发了一条全新的通过生物质获得精细化学品乙醇酸甲酯的高效转化路线。
项目成果
期刊论文数量(29)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(6)
浸渍法制备负载化离子液体吸附剂及其表征
- DOI:10.13205/j.hjgc.201705017
- 发表时间:2017
- 期刊:环境工程
- 影响因子:--
- 作者:银建中;蔡佩;周雪玲;刘一凡;周丹;徐琴琴
- 通讯作者:徐琴琴
Synthesis of CuO/SBA-15 nanocomposite in ternary system of CO2, inorganic salt and co-solvent
CO2、无机盐、共溶剂三元体系合成CuO/SBA-15纳米复合材料
- DOI:10.1016/j.supflu.2017.05.004
- 发表时间:2017-10
- 期刊:The Journal of Supercritical Fluids
- 影响因子:--
- 作者:Guo-Yue Qiao;Qin-Qin Xu;Jian-Zhong Yin;Ai-Qin Wang;Gang Xu
- 通讯作者:Gang Xu
空化射流型单倾角叠片式清洗器流场模拟与结构优化
- DOI:--
- 发表时间:2019
- 期刊:应用科技
- 影响因子:--
- 作者:李可为;王雨晴;徐琴琴;任泓睿;银建中
- 通讯作者:银建中
超临界流体吸附法制备负载化离子液体[Bmim][BF_4]@SBA-15
- DOI:--
- 发表时间:2019
- 期刊:应用科技
- 影响因子:--
- 作者:甄梦媛;李卓剑;徐琴琴;詹华书;银建中
- 通讯作者:银建中
Pretreatment of corn stalk by low concentration tetrabutylammonium hydroxide aqueous solution at low temperature (20–80 °C)
低浓度四丁基氢氧化铵水溶液低温(20~80~℃)预处理玉米秸秆
- DOI:10.1016/j.indcrop.2019.111574
- 发表时间:2019-11
- 期刊:Industrial Crops & Products
- 影响因子:5.9
- 作者:Zhang Qiao-Zhi;Xu Qin-Qin;Yin Jian-Zhong
- 通讯作者:Yin Jian-Zhong
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- 发表时间:2018-08
- 期刊:Carbon
- 影响因子:10.9
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- 通讯作者:银建中
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- 通讯作者:WANG Wei-Bin,YIN Jian-Zhong(School of Chemical Eng
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- 发表时间:2015
- 期刊:应用科技
- 影响因子:--
- 作者:周雪玲;银建中
- 通讯作者:银建中
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