邱海芳,周新軍,劉培軍
(1.江蘇索普(集團)有限公司,江蘇 鎮(zhèn)江 212006;2.江蘇索普化工股份有限公司,江蘇 鎮(zhèn)江 212006)
糠醛,學(xué)名α- 呋喃甲醛,為呋喃環(huán)C-2 位置上的氫原子被醛基取代的最具有代表性的芳香醛衍生物,分子中含有呋喃環(huán)和醛基,具有醛、醚、二烯烴結(jié)構(gòu),化學(xué)性質(zhì)活潑,能夠發(fā)生氫化、氧化、縮合、酯化、鹵化、聚合、水解及其他化學(xué)反應(yīng)生成多種高附加值精細化學(xué)品。糠醛已被廣泛應(yīng)用于合成塑料、石油化工、醫(yī)藥、農(nóng)藥、食品添加劑、染料、鑄造和燃料等領(lǐng)域。目前,制備糠醛的原料主要還是生物質(zhì)中的半纖維素,經(jīng)過解聚和脫水反應(yīng)獲得。我國糠醛的生產(chǎn)原料主要是玉米芯,通常由半纖維素水解制備,也可使用甘蔗渣替代。生物質(zhì)中含量最豐富的組分是纖維素(40%~50%)和半纖維素(25%~35%),兩者的單體分別是葡萄糖和木糖,單糖加氫可以得到山梨醇、木糖醇、5- 羥甲基糠醛和糠醛等??啡┥a(chǎn)主要集中在玉米主產(chǎn)區(qū)。目前,國內(nèi)外一般采用單釜內(nèi)水解實現(xiàn)水解和脫水兩步反應(yīng)工藝生產(chǎn)糠醛。
糠醛通過加氫重整、碳- 碳耦合反應(yīng)制備甲基呋喃、四氫呋喃、糠醇、環(huán)戊酮、γ- 戊內(nèi)酯以及其他開環(huán)化合物等,通過氧化生成糠酸、順丁烯二酸酯、己二酸等。本文從糠醛的制備、分離純化的生產(chǎn)工藝的角度進行了總結(jié),闡述了糠醛在水解、氫化、酯化、縮合與聚合、鹵化及其他化學(xué)反應(yīng)等方面制備高附加值精細化學(xué)品的工藝方法。
糠醛的制備沒有固定的合成路線,木糖催化脫水生產(chǎn)糠醛是目前糠醛生產(chǎn)的一種主要方法。木糖分子通過催化脫去三分子水合成糠醛。常見的催化劑包括均相與非均相催化劑,均相無機路易斯酸催化劑的應(yīng)用已有200 多年的歷史。均相催化劑反應(yīng)效率比較高,但缺點難以解決。目前,開發(fā)高效非均相催化劑已成為熱點。以分子篩為代表的催化木糖轉(zhuǎn)化為糠醛的收率可達59%以上。以糠醛、十二烷基苯磺酸鈉水熱合成法制備的磺化碳材料(FS)為催化劑,木質(zhì)素磺酸鈉與低碳醛進行羥醛縮合反應(yīng)得到的木質(zhì)素磺酸聚合物,催化聚合物脫水合成糠醛。對木質(zhì)素磺酸鈉與甲醛的聚合物(LF-A)的催化效果最好。當木糖用量為1.0 g,LF-A 催化劑0.08 g,溶劑γ- 丁內(nèi)酯10 mL,在170 ℃反應(yīng)4 h,糠醛的收率可達72.9%,顯示催化劑的表面酸強度與催化活性成正比。
將傳統(tǒng)催化劑硫酸和助催化劑氯化鈉溶液固定在反應(yīng)器中,浸泡木糖。采用氣相中和法收集木糖脫水產(chǎn)生的醛汽,能降低醛液的酸度、減少對設(shè)備的腐蝕和提高糠醛的轉(zhuǎn)化率。在氣相中和階段,陰離子對提高糠醛收率有較大影響,依次為SO42->Cl->CO32->OH-,而不同金屬陽離子則影響不大。固定床催化法與氣相中和法連用,提高了木糖轉(zhuǎn)化為糠醛的轉(zhuǎn)化率,有利于糠醛的連續(xù)化潔凈生產(chǎn)。
離子液體具有低熔點、不易燃燒、低揮發(fā)性、熱穩(wěn)定性高、低毒性、可調(diào)性強、對大多數(shù)生物質(zhì)溶解能力強、反應(yīng)產(chǎn)物分離簡單、可循環(huán)再利用等特性,在生物質(zhì)轉(zhuǎn)化制備糠醛的開發(fā)研究中倍受青睞。將生物質(zhì)基木糖溶解到離子液體1- 丁基-3-甲基咪唑氯鹽[BMIM]Cl 中,AlCl3·6H2O 催化木糖脫水制備糠醛。最佳反應(yīng)條件下,每千克離子液體([BMIM]Cl)的反應(yīng)體系中,糠醛最高得率可達76.6%。反應(yīng)體系穩(wěn)定性好,催化活性好。
玉米芯在無機酸催化作用下預(yù)水解轉(zhuǎn)化成半纖維素及戊糖,在布朗斯特酸和路易斯酸的雙酸催化下繼續(xù)水解反應(yīng)生成糠醛。反應(yīng)過程中,糠醛易發(fā)生自縮聚反應(yīng)而影響糠醛的生產(chǎn)。參照糠醛精煉潤滑油時加入阻聚劑的方法,在混合酸催化制備糠醛過程中,加入萘酚、三苯基磷、萘胺、硫脲和二苯胺或?qū)Ρ蕉拥茸杈蹌?。協(xié)同催化提高了水解反應(yīng)速率,糠醛產(chǎn)率提升了8.88%。加入硫脲降低了糠醛生產(chǎn)中自聚合等副反應(yīng),糠醛的產(chǎn)率提高了13.81%,有效阻止了糠醛的聚合。
采用共沉淀法和浸潤法,將金屬鹵化物和無機酸負載到蒙脫土(MMT)上,制備SO42-/SnO2-MMT 固體酸催化劑。催化體系中,利用催化劑的雙酸位點高效催化木糖異構(gòu)化和脫水反應(yīng)制備糠醛。
選擇草酸催化玉米芯水解制備糠醛,可改善催化生物質(zhì)原料水解制備糠醛的安全型和高效性。最佳工藝條件為:催化劑與玉米芯的進料質(zhì)量比為8%,在180 ℃反應(yīng)2.5 h,玉米芯液化率為43.06%,糠醛收率達11.21%,玉米芯中有效組分得到明顯降解。
將纖維素轉(zhuǎn)化為中間產(chǎn)物5- 羥甲基糠醛(HMF)、5- 氯甲基糠醛(CMF)和5- 溴甲基糠醛(BMF)等,然后通過獲得的中間產(chǎn)物催化獲得5- 乙氧基甲基糠醛(EMF)。借鑒超低酸催化生物質(zhì)糖類一鍋法合成乙酰丙酸乙酯(EL)和EMF,以乙醇質(zhì)量0.1%的硫酸作為超低酸催化劑,催化纖維素與乙醇在2.0 MPa 壓力下一鍋法反應(yīng)制取EMF。影響EMF 收率的主要因素依次為:反應(yīng)時間>反應(yīng)溫度>底物濃度,最佳反應(yīng)條件為:反應(yīng)溫度200℃、反應(yīng)時間75 min、底物濃度30 g/L,EMF 實際平均收率為14.93%。該法制備工藝簡單、反應(yīng)時間短、不需有機溶劑和基本上對設(shè)備不腐蝕。
從水溶液中提取低濃度高沸點有機物,可采用滲透汽化- 分級冷凝(PVFC)耦合工藝。借助AspenPlus 軟件,對新型PVFC 耦合工藝流程模擬和能耗分析,考察操作溫度對產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量的影響。與傳統(tǒng)的萃取精餾工藝的熱力學(xué)過程進行對比,PVFC 工藝的實際能耗僅是萃取精餾工藝50%,而產(chǎn)品純度可以達到99.9%。PVFC 耦合工藝單元設(shè)備少,能耗低且不含萃取劑,對易形成共軛溶液的共沸體系的高沸點有機物的高純回收有特殊的效果。
目前,由生物質(zhì)半纖維素和纖維素水解后脫水得到的原液中糠醛和5- 羥甲基糠醛的濃度較低,需要富集分離提純糠醛和5- 羥甲基糠醛。應(yīng)用的吸附劑有多種,而具有拓撲結(jié)構(gòu)的沸石咪唑酯骨架材料(ZIFs)穩(wěn)定性較高,孔容大。選擇6 元環(huán)ZIF-8和8 元環(huán)MAF-6 用于吸附分離糠醛和5- 羥甲基糠醛吸附比較。MAF-6 對糠醛和5- 羥甲基糠醛在20 min 達到平衡,其吸附分離性能受熱力學(xué)控制;ZIF-8 在6 h 以上才能達到平衡,其吸附分離性能受動力學(xué)控制。相同條件下,MAF-6 對糠醛或5-羥甲基糠醛的動態(tài)吸附容量遠大于ZIF-8。
糠醛結(jié)構(gòu)中含有C=O 鍵、C=C 鍵和呋喃環(huán),加氫轉(zhuǎn)化可以獲得糠醇、四氫糠醇、2- 甲基呋喃、2- 甲基四氫呋喃、呋喃、環(huán)戊酮和γ- 戊內(nèi)酯等高附加值產(chǎn)品??反际沁秽珮渲闹匾a(chǎn)原料,分子上有活潑的醛基,呋哺環(huán)上有不穩(wěn)定的碳碳雙鍵,在催化條件下,糠醛加氫首先還原成糠醇,再繼續(xù)加氫生成四氫糠醇、2- 甲基呋喃及其他產(chǎn)物。
將均苯三甲酸(H3BTC)溶解于無水乙醇和N,N-二甲基甲酰胺(DMF)的雙溶劑中,再與硝酸酮溶液混合,反應(yīng)制備金屬有機骨架材料HKUST-1 催化劑,HKUST-1 催化劑具有較強酸性位,用于催化糠醛加氫制備糠醇。在優(yōu)化的工藝條件下,延長反應(yīng)時間會提高糠醛的轉(zhuǎn)化率,糠醛加氫反應(yīng)后發(fā)生了重排反應(yīng)生成環(huán)戊酮和環(huán)戊醇,而對糠醇的產(chǎn)率無明顯影響。
糠醛在金屬/載體雙功能催化劑作用下,先催化氫化為糠醇,在酸性介質(zhì)中水解開環(huán)得到2- 戊烯基-1,4- 二酮,再發(fā)生分子內(nèi)醇醛縮合反應(yīng)生成4- 羥基-2- 環(huán)戊烯酮,繼續(xù)加氫還原成3- 羥基環(huán)戊酮,最后發(fā)生脫水反應(yīng)和加氫反應(yīng)得到目標產(chǎn)物為環(huán)戊酮。Pd/FeZn-15 催化劑高活性和選擇性地催化糠醛生成環(huán)戊酮的收率達到97.2%??啡┑霓D(zhuǎn)化率提升到99.9%,中間產(chǎn)物糠醇含量消失,催化劑經(jīng)多次催化,其熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性能良好。
采用浸漬法制備的負載Ni-Co 基催化劑具有加氫催化活化性能,應(yīng)用于糠醛水相加氫制備環(huán)戊酮和環(huán)戊醇。Ni-Co 雙金屬的協(xié)調(diào)催化,降低了催化劑體系的還原溫度,促進糠醇發(fā)生重排反應(yīng),定向催化選擇性高。10%Ni-10%Co/TiO2催化性能相對最佳。在150 ℃、10%Ni-10%Co/TiO2催化糠醛加氫反應(yīng)4 h 時,環(huán)戊酮和環(huán)戊醇的選擇性達到75.5%,糠醛的轉(zhuǎn)化率為100%。
2- 甲基呋喃具有高辛烷值,常用于高性能汽油添加劑。采用加氫升溫還原法預(yù)先制備的非負載型過渡金屬磷化物催化劑,在氫氣氛圍中,催化劑降至反應(yīng)溫度。加壓氫氣至2 MPa,用高壓泵入含1%糠醛的異丙醇溶液的反應(yīng)系統(tǒng)中,催化糠醛發(fā)生加氫反應(yīng)。催化劑MoP 的催化活性最佳,糠醛轉(zhuǎn)化率達96.9%,2- 甲基呋喃選擇性為91.5%。
以硅溶膠(sol)和氣相二氧化硅(aer)為載體,采用氨蒸法制備了催化劑Cu/SiO2-sol 和Cu/SiO2-aer,在固定床反應(yīng)器中,分別將2 種催化劑對糠醛氣相加氫催化制備2- 甲基呋喃,Cu/SiO2-sol 的催化活性更好,反應(yīng)150 h 后,糠醛轉(zhuǎn)化率為100%,2-甲基呋喃的選擇性在91%以上。硅溶膠易于生成硅酸銅,還原后在Cu/SiO2-sol 的表面含有高度分散的Cu0,產(chǎn)生更多的弱酸位,促進了糠醛的轉(zhuǎn)化,提高了合成2- 甲基呋喃的選擇性。Cu/SiO2-sol 的孔容孔徑較大,活性位很多,有效降低了反應(yīng)中積炭,延長了催化劑壽命。
采用浸漬法將Ni、Co 負載到載體TiO2上制得Ni-Co 基催化劑,在反應(yīng)體系中,先將糠醛部分加氫轉(zhuǎn)化為糠醇和少量的四氫糠醇,隨后發(fā)生重排反應(yīng),開始生成環(huán)戊酮和環(huán)戊醇。當負載組分為10%Ni-10%Co/TiO2時,升溫至150 ℃,在低速攪拌和氫氣壓力4 MPa 條件下,加氫反應(yīng)4 h,糠醛的轉(zhuǎn)化率達到100%。當總反應(yīng)時間達到4 h 時,環(huán)戊酮的總生成率達到54%,環(huán)戊酮和環(huán)戊醇的總重排產(chǎn)物產(chǎn)率達到71%。
目前,常用金屬催化劑催化糠醛加氫制備環(huán)戊酮,存在貴金屬催化劑應(yīng)用成本高,非貴金屬催化劑應(yīng)用壓力大、環(huán)戊酮收率低等問題。改用鎳、磷組合,熱晶化后處理,氫氣氛中升溫活化制得磷化鎳(Ni-P)催化劑。該催化劑應(yīng)用于糠醛加氫制備環(huán)戊酮,在水介質(zhì)中,將糠醛與催化劑按質(zhì)量比12∶1 混合,在氫氣壓力2.0 MPa、溫度150 ℃、攪拌反應(yīng)4 h,糠醛轉(zhuǎn)化率達到98.87%,環(huán)戊酮收率為68.65%。該Ni-P 催化劑成本較低、合成條件簡單,提高了環(huán)戊酮收率,有效降低了能耗。
以磷酸化試劑改性羧甲基纖維素鈉(mCMC)制成陽膜層,在陽膜層表面化學(xué)法鍍鎳,以戊二醛改性殼聚糖(mCS)制備了陰膜層溶膠,將陰膜層溶膠流延于陽膜層上,制備出Ni-P-mCMC/mCS 雙極膜,用作陰極室和陽極室之間的隔膜,電合成糠醇、糠酸。電流密度2.5×10 A/cm2、電壓穩(wěn)定在3.0 V 左右,雙極膜中水電離后生成的H+透過mCMC 陽離子膜進入陰極室,促進糠醛電還原生成糠醇;OH-透過mCS 陰離子膜進入陽極室,與糠醛電氧化生成糠酸過程中產(chǎn)生的H+結(jié)合生成H2O,增大正向反應(yīng)的速度。陰陽兩極室的電解效率分別為83.0%和77.4%。
噸產(chǎn)糠醛會產(chǎn)生10~12 t 的糠醛渣固體廢棄物,絕大部分用作燃料,導(dǎo)致環(huán)境污染??啡┰闹饕煞秩匀皇抢w維素、半纖維素和木質(zhì)素,采用稀硫酸水解法,可得到含乙酰丙酸的水溶液,用于制備乙酰丙酸??啡┰谫|(zhì)量含量1%硫酸催化下,液固比為10∶1,高溫180 ℃反應(yīng)60 min,乙酰丙酸最高得率為9.41%。
以SCM-1 分子篩為母體,采用固態(tài)金屬離子交換法制得的Zr-SCM-1 分子篩比表面積很高,具有Lewis、Brφnsted 2 種酸性位。在異丙醇溶劑中和Lewis 酸作用下,糠醛與氫源發(fā)生加氫催化反應(yīng),生成糠醇和糠醚。糠醚在Brφnsted 酸作用下,開環(huán)形成乙酰丙酸(酯),而乙酰丙酸(酯)在Lewis 酸作用下發(fā)生氫轉(zhuǎn)移生成4- 羥基戊酸(酯),再經(jīng)環(huán)化脫水生成γ- 戊內(nèi)酯。Lewis 和Brφnsted 酸共催化體系,在同一鍋中催化糠醛制備出γ- 戊內(nèi)酯??啡┺D(zhuǎn)化完全,γ- 戊內(nèi)酯收率達到了55.7%。
糠醛通過氫化制備環(huán)戊酮、糠醇/四氫糠醇/戊二醇和四氫呋喃,再繼續(xù)合成δ- 戊內(nèi)酯。δ- 戊內(nèi)酯自身易聚合,形成均聚酯和與其他化合物形成聚交酯,其生物相容性和生物降解性較好,可應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)工程、降解塑料與高附加值包裝材料等領(lǐng)域?;诳啡┲苽洇? 戊內(nèi)酯的3 種制備途徑,最佳制備途徑為糠醛氫化→糠醇及四氫糠醇開環(huán)→1,5- 戊二醇再脫氫環(huán)化后脫氫制得δ- 戊內(nèi)酯。
糠醛在低碳醇中,在近臨界、Zr-SBA-15 催化下,一步法制備乙酰丙酸酯(如甲酯和乙酯),乙酰丙酸乙酯(ELE)的最佳制備條件為:每100 g 糠醛配比用量,催化劑50 g,醇7 L,在220 ℃下常壓反應(yīng)3 h,糠醛轉(zhuǎn)化率為99.9%,ELE 收率達47.4%,乙酰丙酸甲酯的最高收率達36.3%。介質(zhì)分子乙醇與甲醇存在結(jié)構(gòu)差異,導(dǎo)致縮合反應(yīng)的活性和原位加氫轉(zhuǎn)移路徑的空間位阻明顯。原位加氫轉(zhuǎn)移是糠醛一步法轉(zhuǎn)化制備ELE 的主反應(yīng)路徑,而縮合反應(yīng)路線則是制備乙酰丙酸甲酯的主路線。
以乙基纖維素(EC)為熱塑性彈性體剛性骨架,通過主鏈接枝鏈延長的方式,原子轉(zhuǎn)移自由基聚合法,依次將油脂酸衍生物甲基丙烯酸月桂酯(LMA)和糠醛的衍生制備的甲基丙烯酸四氫糠基酯(THFMA)分步聚合,制備出一種乙基纖維素接枝嵌段共聚物乙基纖維素-g- 甲基丙烯酸月桂酯-b-甲基丙烯酸四氫糠基酯(EC-g-P(LMA-b-THFMA))。該共聚物在-35 ℃和49~56 ℃存在2 個熱轉(zhuǎn)變,顯示微相分離現(xiàn)象,具有優(yōu)異的熱塑性彈性體行為,共聚物伸長率為89%~147%,拉伸強度為(1.7~9.5)MPa,彈性恢復(fù)系數(shù)高達92%以上,機械性能明顯增強。
自愈合水凝膠是利用高分子中含有的亞胺鍵、二硫鍵、D-A 反應(yīng)、酰腙鍵等動態(tài)共價鍵或氫鍵、疏水基、空間作用等非共價鍵構(gòu)筑,形成一種具有特定功能的復(fù)合水凝膠。將糠醛與殼聚糖(CS)交聯(lián)來制備殼聚糖- 糠醛水凝膠,存在亞胺鍵交聯(lián)點和氫鍵網(wǎng)絡(luò),形成動態(tài)三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),具有pH 值響應(yīng)性能、溶脹性能、流變學(xué)性質(zhì)和自愈合能力的殼聚糖水凝膠(CS-F)。
含有n(-NH2)∶n(-CHO)=1∶0.7 的溶膠- 凝膠,在酸性介質(zhì)下,CS-F-0.7 干凝膠能夠即時愈合,應(yīng)用于藥物輸送、組織工程等領(lǐng)域。
單體Nα-叔丁氧羰基-L- 賴氨酸、糠醛與叔丁基異腈,在無催化劑的水中能發(fā)生Ugi 多組分反應(yīng)縮合聚合,形成具有類肽結(jié)構(gòu)的聚合物。聚合條件溫和,賴氨酸和糠醛直接聚合的聚合物玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為116 ℃,無明顯熔點,在生物降解材料及生物醫(yī)用材料等領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用價值。
糠醛精制抽余油采用加氫處理+ 臨氫降凝+補充精制三段高壓加氫組合工藝制備增塑劑,優(yōu)化的催化劑級配方案為加氫處理催化劑RL1、臨氫降凝催化劑SDD-800 加氫補充精制催化劑LN-5,體積比為1.0∶1.6∶2.0,三段的體積空速和溫度分別為1.3 h-1,340 ℃;0.8 h-1,340 ℃;0.6 h-1,240℃。制得的環(huán)烷基橡膠增塑劑收率在90%以上,滿足HG/T 5085—2016 中產(chǎn)品N4010 的指標要求。該級配方案制備增塑劑,提高了催化效率和增塑劑收率,降低了氫耗和運行成本。
糠醛渣可對鹽堿土改良,施用糠醛渣能夠有效降低鹽堿土的pH 值和含鹽量,顯著改善鹽堿土中微生物多樣性和酸桿菌門指數(shù),降低了擬桿菌門指數(shù)。土壤微生物的多樣性,用5%糠醛渣用量處理改良鹽堿土,促進了植物的生長發(fā)育,合理施用糠醛渣能有效改善鹽堿土土壤中的微生態(tài)環(huán)境。
采用兩段糠醛抽提+高壓加氫組合工藝生產(chǎn)減三線餾分油,生產(chǎn)出CA 值高于25%的高芳烴橡膠增塑劑,其收率占減三餾分油的43%以上。相較于兩段糠醛抽提工藝,兩段糠醛抽提+高壓加氫組合工藝均明顯提高了增塑劑收率和質(zhì)量。
原料潤滑油中含有飽和組分、芳香組分和極性組分,常采用糠醛抽提法分離潤滑油,分離精度低。基于熱力學(xué)相圖潤滑糠醛體系相平衡變化規(guī)律,溫度對極性組分和非極性組分在糠醛中溶解度有顯著影響,影響平衡組成和傳質(zhì)效率。設(shè)置多級抽出液回收系統(tǒng),實現(xiàn)抽提塔外按溫度梯度降低的方式回收抽出液,能改善抽出油質(zhì)量,提升糠醛精制分離效率,提高潤滑油產(chǎn)量和產(chǎn)品性能。
玉米秸桿糠醛生產(chǎn)的重要原料,需要從產(chǎn)地壓縮成型,便于運輸。壓縮成型要考慮秸稈的壓縮成型能耗和成型塊的物理品質(zhì)。預(yù)先添加適量的軟化劑糠醛與植物油進行壓縮比能耗比較,糠醛對原料的軟化效果顯著高于植物油,且應(yīng)用成本很低,但糠醛用量比會使秸稈成塊出現(xiàn)峰值。添加木質(zhì)素磺酸鈉可提高秸稈成型塊的物理品質(zhì),但隨著用量比的增加,壓縮比能耗也增大。同時添加0.05 g 木質(zhì)素磺酸鈉和0.1 mL 糠醛時,秸稈的壓縮比能耗減半下降,抗跌碎率達到99.87%。
膠粉改性瀝青具有耐高低溫、抗老化、降噪、抑冰融雪、粘彈性好、成本低等優(yōu)點,在瀝青應(yīng)用領(lǐng)域得以廣泛應(yīng)用。糠醛抽出油在化學(xué)組分上與瀝青較為相近,是石油瀝青優(yōu)良的調(diào)和劑。經(jīng)糠醛抽出油浸泡溶脹處理的膠粉溶脹效果較好,穩(wěn)定性大幅提高。其老化后軟化點、延度、針入度以及老化后的性能指標均有顯著提升,抗老化性能較好。使用糠醛抽出油摻量為膠粉的6%、20%摻量膠粉制備膠粉改性瀝青,降黏效果最為顯著,改性瀝青在高低溫的穩(wěn)定性好。
將糠醛渣浸漬在質(zhì)量含量(60%~ 75%)的磷酸溶液中,升溫催化活化糠醛轉(zhuǎn)化為活性炭?;钚蕴勘缺砻娣e隨著磷酸含量和溫度的升高的增高,當糠醛渣在75%磷酸的浸漬液中450 ℃活化2 h,制得的活性炭比表面積最大。制得的活性炭能夠有效吸附甜菊糖苷粗品中的雜質(zhì),使甜菊糖苷的總苷含量達到96.8%。
由生物質(zhì)木質(zhì)素催化水解和脫水反應(yīng)獲得糠醛,糠醛經(jīng)過加氫、脫羰基、加氫重排、開環(huán)、再環(huán)化等反應(yīng)過程轉(zhuǎn)化為系列精細化學(xué)品,形成糠醛產(chǎn)業(yè)鏈。近年來,我國糠醛生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展很快,目前全國有糠醛生產(chǎn)裝置300 余套,總產(chǎn)能>60 萬t,約占全球總產(chǎn)能的80%,而國內(nèi)糠醛的實際年產(chǎn)量<30 萬t??啡┊a(chǎn)業(yè)鏈處于開發(fā)和應(yīng)用瓶頸期,產(chǎn)量出現(xiàn)嚴重過剩。目前糠醛的生產(chǎn)技術(shù)、產(chǎn)量和質(zhì)量指標現(xiàn)狀,在催化劑改進、溶劑優(yōu)化、工藝調(diào)整、產(chǎn)品純化和產(chǎn)能擴大等方面,還有較大的提升空間。研發(fā)催化劑,開發(fā)功能性溶劑體系,系統(tǒng)研發(fā)制備糠醛及其衍生產(chǎn)品,并實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,將成為研發(fā)糠醛產(chǎn)業(yè)鏈的主攻方向。