论文摘要
目前,以煤炭、石油、天然气为代表的化石能源仍然是燃料及化工产品的主要来源。化石能源有限的储量以及不可再生性,给日益增长的能源和化学品需求带来了严峻的挑战。生物质由于储量丰富、分布广泛、具有可再生性,被认为是替代化石能源的最佳选择。由于亚临界水独特的性质,在作为生物质转化反应溶剂的同时,还能起到酸碱催化的作用。基于此,本文主要对亚临界水中纤维素氧化制取甲酸和乙酸进行了研究,并且对亚临界水中催化氧化木质素磺酸钠制取香兰素和褐煤氧化制取苯多羧酸进行了初步的研究。总结如下：（1）研究了纤维素在亚临界水中氧化制备甲酸和乙酸的反应规律。结果表明：以活性炭（AC）为催化剂时,在最佳反应条件下,纤维素的转化率为92.65%,甲酸和乙酸的收率分别为17.2%和10.45%；实验表明Co（Ac）2、V2O5、Mn7Ce3Oz、AC等是活性较好的催化剂,在同样条件下,加入上述催化剂比无催化剂时乙酸的收率分别提高了69.0%、55.5%、57.2%、12.6%；在温度210-250℃范围内,纤维素的转化率以及甲酸、乙酸的收率都随温度的升高呈先增大后减小的趋势；在考察的反应时间（0.25-3 h）内,随时间的延长,纤维素的转化率在1h时达到100%,甲酸的收率先增大后减小,乙酸的收率达到某一值后维持不变；在氧气初始压力为1-6 MPa范围内,纤维素的转化率在低于4 MPa时随着压力的增大逐渐增大,在4 MPa及高于4 MPa时,转化率为100%,甲酸的收率在此压力范围内一直呈增大趋势,乙酸的收率先增大后减少,在4 MPa时达到最大；水溶剂中纤维素的浓度为13 g/L-53 g/L范围内时,纤维素浓度小于33g/L时纤维素的转化率为100%,高于33 g/L时逐渐降低,甲酸和乙酸的收率呈先增大后减少的趋势,在33 g/L时均达到最大值；反应产物除了甲酸和乙酸外,还含有少量的5-羟甲基糠醛、糠醛、葡萄糖、果糖,以及单糖的二聚到四聚产物；此外,由于产物的进一步降解和过氧化作用,还生成了大量的CO2。（2）探索性研究了木质素磺酸钠水热催化氧化制备香兰素。结果表明,催化剂的加入能很大程度地提高香兰素的收率；碱及碱浓度的大小对香兰素的收率起着至关重要的作用,不加碱时,无香兰素生成,在一定范围内香兰素的收率与碱的浓度成正比关系。（3）探索性研究了褐煤水热氧化制备苯多羧酸。结果表明,褐煤的碱氧氧化用于生产苯多羧酸在理论技术上是可行的,但需要消耗大量的碱,增加了成本。褐煤的碱氧氧化方法能得到较高的苯多羧酸收率,但同时需消耗大量的碱。对苯二甲酸生产中高活性的催化剂MnBr2以及FeCl3、CuBr2、CoBr2催化剂应用于褐煤的氧化时,并未有明显的催化作用。