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1、本科毕业论文蔗糖深度水解制备平台化合物的研究SUCROSE DEPTH HYDROLYSIS MANUFACTURING PLATFORM COMPOUNDS学院（部）： 专业班级： 学生姓名： 指导教师： 2011 年 6 月 5 日 蔗糖深度水解制备平台化合物的研究摘要随着人类大量使用矿物燃料带来的环境问题日益严重，各国政府开始关心重视生物质能源的开发利用。地球上的能源包括核能、可再生能源和化石燃料。核能是核裂变或聚变过程释放出的能量；可再生能源有太阳能、风能、水能、地热和生物质能;化石燃料有煤炭、石油和天然气。生物质是动物或植物的生物体总称,主要是由有机物组成。植物在生长过程中通过光合作
2、用把太阳能以碳水化合物的形式储存起来, 我们通过合适的方法可以把这种储存起来的太阳能转化为直接利用的能源。人们称之为“生物质能”, 美国科学家又称之为“生物矿”。生物质能是可再生能源, 是未来解决能源危机的重要途径。 本文较详细介绍了国内外生物质水解研究现状，以及以乙酰丙酸为平台化合物的国内外研究和开发进展，并以蔗糖为生物质原料，进行了硫酸水解实验，着重考察产物中是否含有乙酰丙酸。并利用气相色谱和质谱联用仪对所产生液体进行检测。关键词：生物质，蔗糖，水解，平台化合物 PLATFORM DEPTH OF HYDROLYSIS OF SUCROSE COMPOUNDSABSTRACTAs huma
3、n use a lot of fossil fuels caused by environmental problems,many governments begin to development the utilization of the biomass energy.Earths energy, including nuclear energy, renewable energy and fossil fuels. Nuclear power is the process of nuclear fission or fusion energy released; renewable en
4、ergy are solar, wind, hydro, geothermal and biomass; fossil fuels coal, oil and natural gas;. Biomass is plant or animal organisms collectively, composed mainly by organic matter. In the growth process of plants through photosynthesis, the solar energy stored in the form of carbohydrates, we adopted
5、 the right approach can save up to such a direct use of solar energy into energy. Known as biomass, American scientists also known as bio-ore. Biomass is a renewable energy is the future an important way to solve the energy crisis.This article describes in more detail the hydrolysis of biomass resea
6、rch status at home and abroad, as well as a platform to levulinic acid compounds progress of research and development at home and abroad, and sucrose as biomass raw material, the conventional sulfuric acid hydrolysis experiments, focusing on whether the product contains a study levulinic acid. Using
7、 gas chromatography and mass spectrometry for detection of liquid produced.KEY WORDS: Biomass, sucrose, hydrolyzed，Platform chemicals目录摘要IABSTRACTII前言11. 文献综述21.1 综述21.2 生物质能源的特点31.3 生物质的化学组成和结构41.4 乙酰丙酸的特性及应用41.4.1 乙酰丙酸的物性51.4.2 乙酰丙酸的化性51.4.3 乙酰丙酸的应用51.5 乙酰丙酸生产方法研究进展61.5.1糠醇催化水解法61.5.2生物质直接水解法71.5.
8、3生物质的生物降解催化71.6 以乙酰丙酸为平台化合物的国内研究和开发进展8 1.7 以乙酰丙酸为平台化合物的研究方向81.8 本论文研究内容102 实验部分112.1 实验原料及试剂112.2 实验仪器122.3 实验装置图122.4 蔗糖的特性及分析122.5 蔗糖的硫酸水解实验132.5.1实验步骤132.5.2常规快速不同反应条件下水解产物的GC-MS检测15结论16参考文献.17致谢2019前言众所周知，能源是支撑人类发展的经济和人类生存、社会活动所不可或缺的支柱。但是煤炭、石油等能源由于本身的有限性必定会枯竭。目前探明世界上可开采储量表明,煤炭可开采200多年, 石油尚可开采40余
9、年,天然气可开采40年。大量燃烧天然气、石油和煤等化石燃料所排放的有害物质使大气环境受到严重污染。毫无疑问,可持续发展已成为21世纪人类的共识, 能源使用上的“开源节流”正是实现能源可持续发展的有效措施之一。所谓“开源”是指因煤、石油和天然气等传统不可再生的化石能源面临着枯竭(其使用年限分别仅剩220a、40a和60a) 1, 迫切需要其他能源来进行补充和替代,即建立多种能源并存(包括可再生和不可再生) 的新体系;而“节流”则是指采用新技术、新方法提高基础能源的使用效率, 降低能耗和环境污染, 增加其使用年限。生物质的使用既是“开源”的重要的组成部分,又是“节流”的有效手段, 因此其研究具有重
10、大的理论和实践意义。在17世纪末大量使用煤以前,人类的主要能源是生物质能。但是，到目前为止,生物质能的利用仍然占世界总能耗的14% 2,是仅次于煤、石油和天然气,位居第4位的能源。在发展中国家则更加突出,生物质能的利用达到总能耗的35%3。但那么多的生物质能的利用总量还不到生物质所能产生的总能量的1%,由此可见,生物质能的开发利用前景十分广阔。生物质能除了数量巨大,还有其他许多优点：(1)提供廉价能源(在一定的条件下)；(2)含硫量较小,燃烧产物相对比较清洁; (3)将有机物转化为燃料可减少环境公害(例如垃圾燃料)。据估计,生物质能将成为未来可持续能源系统中的重要组成部分,到21世纪中期,采用
11、新技术生产的各种生物质替代燃料将占全球总能耗的40%以上4。地球上的能源包括核能、可再生能源和化石燃料。核能是核裂变或聚变过程释放出的能量；可再生能源有太阳能、风能、水能、地热和生物质能;化石燃料有煤炭、石油和天然气;。生物质是动物或植物的生物体总称,主要是由有机物组成。植物在生长过程中通过光合作用把太阳能以碳水化合物的形式储存起来, 我们通过合适的方法可以把这种储存起来的太阳能转化为直接利用的能源。人们称之为“生物质能”, 美国科学家又称之为“生物矿”。生物质能是可再生能源, 是未来解决能源危机的重要途径。1. 文献综述1.1 综述随着能源消费的持续增长和能源资源分布集中度的日益增大，199
12、0年世界国内生产总值为26.5万亿美元5（按1995年不变价格计算)，2000年达到34.3万亿美元，年均增长2.7%。而根据2004年BP能源统计4，1973年世界一次能源消费量仅为57.3亿吨油当量，2003年已达到97.4亿吨油当量。过去30年来，世界能源消费量年均增长率为1.8%左右。未来，伴随着世界能源消费量持续增长和世界经济规模的不断增大，对能源资源的争夺将日趋激烈，争夺的方式也更加复杂；同时，化石能源对环境的污染和全球气候的影响将日趋严重。面对以上挑战，世界能源供应和消费将向市场化、全球化、高效化、清洁化和多元化趋势发展。鉴于国情，我国应特别注意提高能源效率，积极倡导能源、环境和
13、经济的可持续发展，寻求能源的清洁化利用，依靠科技进步和政策引导，并积极借鉴国际先进经验，建立和完善我国能源安全体系。能源是人类社会发展的重要基础资源。但随着世界经济的发展、世界人口的剧增和人民生活水平的不断提高，世界能源需求量持续增大，特别是由于世界能源资源产地与能源消费中心相距较远，由此导致对能源资源的环保压力加大、环境污染加重和争夺日趋激烈。近几年我国出现的“电荒”、“油荒”和“煤荒”以及前一阶段国际市场超过50美元/桶的高油价加重了人们对能源危机的担心，促使我们更加关注世界能源的供需现状和趋势。因此，我们务必要找到一种可再生能源来解决这一严峻的问题。而生物质能源的发现就帮我们解决了这一问
14、题。生物质是指通过光合作用而形成的各种有机体，包括所有的微生物和动植物。而生物质能，就是通过光合作用将太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式，即以生物质为载体的能量。它可转化为常规的气态、液态和固态燃料。生物质能是世界第四大能源,仅次于煤炭、石油和天然气。根据生物学家估算6, 海洋年生产500亿吨生物质，地球陆地每年生产10001250亿吨生物质。生物质能源的年生产量仅仅相当于目前世界总能耗的10倍。而我国可开发的生物质资源到2010年可达3亿吨。随着农林业的发展,特别是炭薪林的推广,生物质资源还将越来越多。目前美国已开发出利用纤维素废料生产乙醇的技术，建立了稻壳发电示范工程发电量为1兆瓦
15、的。到2012年纤维乙醇至少要占到美国乙醇总产量的3%，到2022年增至44%。预计到2022年美国汽油燃料的替代性燃料(比如乙醇)掺混量可达到360亿加仑。据美国能源信息署（EI）的统计数字，生物质能发电的总装机容量已超过10000兆瓦，单机容量达1025兆瓦，占美国可再生能源发电装机的40%以上。预计到2010年，美国将新增约1100万千瓦的生物质发电装机。可见，生物质能的开发完全可以满足我们对能源的需求。据联合国开发计划署估计7，每年地球上仅通过光合作用生成的生物质总量就达14401800亿吨(干重)，其能量约相当于20世纪90年代初全世界总能耗的38倍。可持续的生物质能源潜力巨大，可满足当前全球能源需求量的65%以上。但生物质利用总量还不到其产生总量的1%，所以说，生物质能的开发利用前景十分广阔。我国今年来在生物质能方面也有所发展。2000年我国开始了燃料乙醇试点工作7，年产燃料乙醇100万吨，先在河南、黑龙江、安徽等5省使用，2006年已扩大到13个省市。用农作物生产替代石油基产品也获得成功。到2006年9月
