酸催化秸秆衍生纤维素制备乙酰丙酸的研究开题报告

1. 研究目的与意义

纤维素是由d-吡喃型葡萄糖基（失水葡萄糖）通过β－1,4糖苷键连接而构成的多聚糖。广泛存在于植物如树干、竹秆、草秆、甘蔗渣中，是地球上最丰富的多糖化合物，是地球上最为丰富、最廉价的可再生资源，由于特殊的化学结构，晶体纤维素不溶于水和一般的有机溶剂，没有液相体系去承载纤维素的溶解、分解、再转化等反应，很难得到所需要的产物，这也就导致纤维素即使被发现它的可贵之处，但未能找到合适的开发方法而望而却步。 资源和环境问题是人类在21世纪面临的最主要的挑战。而每年世界纤维素浪费极其严重，以我国为例，每年约有7亿吨农作物残渣(稻草、秸秆等）,以及数百万t的纤维素工业废弃物。党的十八届五中全会提出，“加快发展风能、太阳能、生物质能、水能、地热能，安全高效发展核电”。其中，生物质能是以农林等有机废弃物和边际性土地种植的能源植物为原料，生产的绿色能源。生物质能具有资源丰富、可再生、清洁环保、低碳排放、储存和运输便利等特点。在我国，大力发展生物质能意义重大。水能、风能、太阳能以至核能等只能产生电与热产品，而生物质既产电与热，更有固、气、液三态绿色能源以及绿色材料与有机化工产品，举凡石化基产品多能以生物基原料替代。在对化石能源的替代中，液态清洁燃料仍占主导地位。羟甲基糠醛和乙酰丙酸便是重要的来自纤维素的衍生产品。

2. 研究内容和预期目标

研究内容

技术要求：学会酸催化纤维素的反应操作、产物分析、反应条件优化等。

设计条件：生物质衍生的纤维素是世界上分布较多的一种可再生资源，利用纤维素生产能源或相关化学品目前已得到世界各国的高度重视。本研究利用低成本的酸催化剂催化纤维素的降解，并对其降解机理及产物分布进行研究，获得纤维素降解产乙酰丙酸的催化反应信息。

3. 研究的方法与步骤

、实验材料

底物：微晶纤维素

4. 参考文献

[1] wang l，xiao f-s. nanoporous catalysts for biomass conversion[j]. green chem，2015，17 ：24.

[2] delidovich i，leonhard k，palkovits r. cellulose and hemicellulose valorisation ：an integrated challenge of catalysis and reaction engineering[j]. energy environmental science 2014，7 ：2803.

5. 计划与进度安排

1、2022年12月23日-2022年3月1日 查阅文献，根据任务书书写开题报告，制定实验方案，翻译外文文献；

2、2022年3月2日-2022年3月10日准备催化反应器及催化剂，熟悉反应操作；

3、2022年3月11日-2022年4月22日催化反应、产物分析；