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均相体系催化转化农业废弃玉米秸秆为高价值平台分子

收稿日期：2024-10-14 修回日期：2024-11-18 接受日期：2024-11-21

DOI:10.20078/j.eep.20241201

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    摘要：生物质作为一种来源广泛、储量丰富的可再生资源，在替代传统化石能源方面具有巨大潜力。在生物质的高效利用过程中，通过催化转化制备生物质基平台分子（如糠醛和5-羟甲基糠醛）是一个关键环节。平台分子经过催化升级后，可进一步制备高值化学品，对推动绿色... 展开+
    摘要：

    生物质作为一种来源广泛、储量丰富的可再生资源，在替代传统化石能源方面具有巨大潜力。在生物质的高效利用过程中，通过催化转化制备生物质基平台分子（如糠醛和5-羟甲基糠醛）是一个关键环节。平台分子经过催化升级后，可进一步制备高值化学品，对推动绿色可持续能源的发展具有重要意义。以往生物质转化的研究主要关注实现单一产物产率的最大化，限制了生物质的全组分利用。本研究以农业废弃玉米秸秆为原料，采用稀硫酸作为催化剂，通过协同优化策略均相催化玉米秸秆制备糠醛和5-羟甲基糠醛，实现同步提升2种产物产率。深入探讨了温度、酸浓度、固液比和溶剂等因素对反应的影响。结果表明，稀硫酸在γ-戊内酯-水体系中对玉米秸秆展现出优异的均相催化活性。在固液比为1∶20、水含量为20%的反应体系中，180℃下反应60 min时，糠醛的产率达到最大值62.4%；而5-羟甲基糠醛的产率在反应100 min时达到最大值24.9%。进一步对产物稳定性研究显示，糠醛在γ-戊内酯-水体系中的稳定性要优于5-羟甲基糠醛。系统性揭示了稀硫酸均相催化玉米秸秆制备糠醛和5-羟甲基糠醛的反应规律，为生物质资源的高值化利用提供了有利参考。

    收起-

    作者：

    • 易子骁1
    • 曾永健1
    • 蒋志伟1
    • 仇荣亮1,2
    • 严凯1,2,*

    作者简介

    作者简介：易子骁（1995—），男，湖北咸宁人，硕士研究生，主要研究方向为生物质催化转化利用。E-mail：yizx3@mail2.sysu.edu.cn
    通讯作者：严凯（1982—），男，安徽六安人，教授，主要研究方向为生物质资源化利用。E-mail：yank9@mail.sysu.edu.cn

    单位

    • 1.中山大学 环境科学与工程学院
    • 2.华南农业大学 岭南现代农业科学与技术广东省实验室

    关键字

    • 农业废弃秸秆
    • 稀硫酸均相催化
    • 糠醛
    • 5羟甲基糠醛

    基金项目

    国家重点研发计划资助项目（2023YFC3905804,2024YFE0203000）； 广州市科技计划资助项目（202206010145）； 国家自然科学基金资助项目（22078374,22378434）

    引用格式

    易子骁, 曾永健, 蒋志伟, 仇荣亮,严凯. 均相体系催化转化农业废弃玉米秸秆为高价值平台分子[J/OL].能源环境保护:1-9[2024-12-20].https://doi.org/10.20078/j.eep.20241201.
    YI Zixiao, ZENG Yongjian, JIANG Zhiwei, QIU Rongliang, YAN Kai. Homogeneous catalytic conversion of agricultural waste corn stalk intohigh-value platform molecules[J/OL]. Energy Environmental Protection:1-9[2024-12-20].https://doi.org/10.20078/j.eep.20241201.

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