儀器分析作業(yè)

1、第1頁共頁共20頁纖維素催化轉(zhuǎn)化制備多元醇和纖維素催化轉(zhuǎn)化制備多元醇和5羥甲基糠醛羥甲基糠醛姓名：王靜姓名：王靜學(xué)號(hào)：學(xué)號(hào)：2011207259班級(jí)：班級(jí)：工藝二班工藝二班開題：開題：在化石能源日益匾乏，環(huán)境保護(hù)彰顯重要的形勢(shì)下，如何發(fā)展新能源己經(jīng)成為各國(guó)政府、專家、學(xué)者共同關(guān)注的焦點(diǎn)問題。正是在這一形勢(shì)下，人們開始關(guān)注生物質(zhì)能源。多元醇包括山梨醇、木糖醇、甘露醇、麥芽糖醇、甘油和乙二醇等C2一C6的多輕基化合物。傳統(tǒng)的多元醇制備原料多

2、源于石油和天然氣等資源，但隨著石油、天然氣等資源的日漸短缺和人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，且相當(dāng)一部分可再生的生物質(zhì)資源可以用來制備多元醇，使得生物質(zhì)多元醇的研究越來越多地受到人們的關(guān)注。在最初階段，多元醇多用于食品和醫(yī)藥等行業(yè)，隨著人們對(duì)多元醇的逐步重視和工業(yè)技術(shù)的進(jìn)步，多元醇現(xiàn)在己廣泛應(yīng)用于制備聚氨醋材料、烷烴、氫氣、燃油以及化工中間體等領(lǐng)域上，成為新一代的能源平臺(tái)。2004年，美國(guó)能源部在一份報(bào)告中將甘油和山梨醇等多元醇列為在未來生物質(zhì)開發(fā)

3、過程中最為重要的12種“buildingblock”分子，可見從纖維素出發(fā)制備多元醇的意義非常重大。2006年，F(xiàn)ukuoka等人利用固體酸(γA12O3或Al203Si02等)擔(dān)載金屬Pt或者Ru為催化劑，在水相中463K實(shí)現(xiàn)了纖維素的催化轉(zhuǎn)化。在PtA12O3雙功能催化劑上轉(zhuǎn)化纖維素生產(chǎn)30%產(chǎn)率的六碳醇。采用環(huán)境友好的固體酸來替代傳統(tǒng)的液體酸，同樣可以實(shí)現(xiàn)糖苷鍵水解以及金屬催化劑的加氫，但在產(chǎn)物分離以及催化劑的循環(huán)利用上已經(jīng)取得了

4、很大改善。北京大學(xué)劉海超教授等人發(fā)展了利用高溫水原位產(chǎn)生的酸催化纖維素水解同時(shí)結(jié)合RuC催化劑催化氫化葡萄糖一步法生產(chǎn)碳六多元醇的過程。該反應(yīng)過程在5l8K下六碳多元醇的產(chǎn)率能達(dá)到23.2%，而且高溫水原位產(chǎn)生的酸在低溫時(shí)消失對(duì)環(huán)境友好，成本低，無污染。RuC催化劑在這個(gè)反應(yīng)過程中的催化活性要超過PtA1203，因?yàn)橄啾萈t，Ru是更好的C=O雙鍵氫化催化劑。反應(yīng)過程分為兩部分，首先，纖維素在高溫水原位產(chǎn)生的酸催化下水解成葡萄糖，葡萄糖

5、在RuC的繼續(xù)作用下，直接加氫還原生成碳六多元醇。中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所的張濤教授研究組進(jìn)一步改善了纖維素的水解體系，在518K，采用添加Ni的活性炭作為載體擔(dān)載W2C，高效的實(shí)現(xiàn)了纖維素的催化轉(zhuǎn)化，產(chǎn)物乙二醇的選擇性高達(dá)70%以上，反應(yīng)后催化劑可多次循環(huán)使用而且仍然保持著很高的活性。W2C是類Pt的催化物質(zhì)，而在在C一C鍵斷裂過程中有很好的促進(jìn)作用。從纖維素出發(fā)，經(jīng)Ni一W2CAC體系催化，最后轉(zhuǎn)化為乙二醇的反應(yīng)過程與纖維素水解

6、生成六碳醇的過程相似，首先都是纖維素水解生成單糖(葡萄糖)，接下來單糖在催化劑的催化作用下轉(zhuǎn)化為乙二醇。此反應(yīng)過程脫離了貴金屬的使用，效率非常之高，是第3頁共頁共20頁（1）工作原理由最上邊電子槍發(fā)射出來的電子束，經(jīng)柵極聚焦后，在加速電壓作用下，經(jīng)過二至三個(gè)電磁透鏡所組成的電子光學(xué)系統(tǒng)，電子束會(huì)聚成一個(gè)細(xì)的電子束聚焦在樣品表面。在末級(jí)透鏡上邊裝有掃描線圈，在它的作用下使電子束在樣品表面掃描。由于高能電子束與樣品物質(zhì)的交互作用，結(jié)果產(chǎn)生了

7、各種信息：二次電子、背反射電子、吸收電子、X射線、俄歇電子、陰極發(fā)光和透射電子等。這些信號(hào)被相應(yīng)的接收器接收，經(jīng)放大后送到顯像管的柵極上，調(diào)制顯像管的亮度。由于經(jīng)過掃描線圈上的電流是與顯像管相應(yīng)的亮度一一對(duì)應(yīng)，也就是說，電子束打到樣品上一點(diǎn)時(shí)，在顯像管熒光屏上就出現(xiàn)一個(gè)亮點(diǎn)。掃描電鏡就是這樣采用逐點(diǎn)成像的方法，把樣品表面不同的特征，按順序，成比例地轉(zhuǎn)換為視頻信號(hào)，完成一幀圖像，從而使我們?cè)跓晒馄辽嫌^察到樣品表面的各種特征圖像。(2)掃描