毕业论文课题相关文献综述

1 引言

现代社会发展所需要的大宗化学品和精细化学品主要依赖于煤、石油和天然气等化石资源。近几十年来，随着化石资源的高强度开发利用，储量日趋枯竭，导致原油及化石衍生物化学品的价格居高不下。虽然可以发展风能、核能、太阳能、海洋能等新型能源对现有化石能源进行补充或者替代，但是化学品的生产却必须建立在含有碳、氢、氧等元素的物质基础上。寻求不依赖于石化资源的化学品资源替代，开发非化石的生产路线，对于摆脱对现有煤、石油和天然气等有限化石资源的依赖具有重要意义。

纤维素/半纤维素由光合作用产生，基本上只含有碳、氢和氧3种元素，是自然界储量巨大、分布广泛、来源稳定且价格低廉的一类生物质资源，具有代替化石资源生产化学品的巨大潜力。作为植物生物质的主要成份,木质素和纤维素每年以约1640亿吨的速度再生，如以能量换算相当于石油产量的15-20倍。其中秸秆是人类易得到的储量最大的生物质资源。根据中国农产品产量测算，中国每年的秸秆资源总量约6.8亿吨，其中0.28亿吨用于造纸，七分之一用作饲料，七分之一用于还田，剩下的少部分用作燃料，3.5亿吨秸秆就地焚烧，就地焚烧既是极大的浪费，同时也降低了空气质量,更有可能引发火灾造成严重的财产和人身安全损失。因此，通过均相或非均相催化，以秸秆水解的糖类为原料制备化工产品对减轻石油依赖和充分利用资源具有巨大的意义。

生物质的转化途径主要包括生物法和化学法。生物发酵法虽然具有转化条件温和、目标产物选择性高等优点，但由于生物法存在发酵菌种价格昂贵、易中毒且生产周期长等缺点，限制了其大规模应用；相比而言，化学转化技术尤其是多相催化技术因具有效率高、生产强度大以及易于规模化应用等优点而成为生物质资源高效转化利用的主要研究技术。

山梨醇、木糖醇等生物质多元醇可以通过传统的纤维素/半纤维素等生物质水解产物葡萄糖、木糖经加氢转化得到，技术上较为成熟。将山梨醇、木糖醇这类富含羟基且化学结构和性质相近的生物质多元醇平台化合物转化为高附加值的小分子二元醇，不仅可以解决纤维素/半纤维素高值利用的瓶颈问题，还可以降低纤维素/纤维素直接转化利用的技术难度。

目前工业合成的小分子二元醇均以石化乙烯、丙烯等为原料经多步骤反应得到。但这些技术均存在合成路线长、成本偏高和环境污染等问题。相比而言，以可持续的生物质山梨醇、木糖醇等为原料直接选择性催化氢解为小分子二元醇过程和产物相对简单，且无污染物排放，在原料、工艺路线、效率和环境等方面具有明显的优势，是一条绿色的转化途径。

本实验以秸秆水解的木糖、阿拉伯糖、葡萄糖混合物为原料，通过加氢反应，将糖转化为木糖醇、阿拉伯糖醇、山梨醇。

2 木糖醇、阿拉伯糖醇、山梨醇简介

木糖醇，即戊五醇，为糖醇的一种，是一种可以作为蔗糖替代物的五碳糖醇，是木糖代谢的产物，木糖广泛存在于各种植物中，可从白桦、覆盆子、玉米等植物中提取，目前主要产自中国。木糖醇主要由木糖的加氢还原得到。

木糖醇可做糖尿病人的甜味剂、营养补充剂和辅助治疗剂,能促进肝糖元合成, 改善肝功能。木糖醇的防龋齿特性在所有的甜味剂中效果最好的, 广泛用于食品、医药、轻工等领域。