甘油在微生物代谢合成及生物催化中的应用

生物柴油是一种可再生能源,因其可替代石油来源的柴油而日益受到重视。随着生物柴油工业的蓬勃发展,其制备过程中的主要副产物甘油出现明显的产能过剩。作为一种廉价的清洁资源,甘油的深度开发和利用既是发展生物柴油工业的关键,也符合绿色化学的发展要求。近年来,甘油不仅作为重要的起始原料用于一些高附加值化学品的制备,而且因其独特的理化性质和易降解、生物相容性好等特性,在生物催化和绿色溶剂领域的应用研究日趋活跃。本文主要综述了甘油在工业微生物发酵、生物合成和绿色溶剂领域的研究进展,并就其应用中存在的一些问题,如甘油原料品质和微生物利用效率等进行分析,同时展望了甘油在生物催化领域的应用前景。     

乳状液的形成、类型及破坏——以生物柴油制备过程中的水洗实验为例

碱催化法制备生物柴油过程中水洗时形成了大量的乳状液,如何快速、高效地破乳成为水洗过程的难点,通过实验对加热、高速离心分离、加入盐酸溶液、加入饱和食盐水溶液等方法的破乳效果进行了评价。因此以生物柴油制备时的水洗过程为例让学生完成"乳状液的形成、类型及破坏"实验课,不仅使学生掌握了乳状液的形成原因及类型,破乳方法及相应机理,巩固了课本知识,而且生物柴油引起了学生的极大兴趣,有利于提高学生的积极性和课程教学效果。     

甘油催化氢解制备1,2-丙二醇催化剂研究进展

综述了近年来通过生物柴油生产过程中的副产物甘油催化氢解制备高附加值1,2-丙二醇的催化剂研究新进展.对各类催化剂的研究工作做了简要的总结,并对研究热点做出展望.     

多相固体催化剂用于甘油氧化制乳酸研究进展

随着新的全球气候协议下的中国双碳行动计划的实施, 开发和利用可再生生物质资源显得极为重要. 甘油作为生物柴油在生产过程中的主要副产物, 将其催化转化成各种高附加值衍生物受到广泛关注, 其中甘油选择性氧化为乳酸具有巨大的应用前景. 近年来, 采用固体催化剂催化氧化甘油制乳酸成为国内外学者研究的热点. 我们综述了固体催化剂用于甘油催化转化制备乳酸的研究现状, 对甘油催化转化为乳酸的反应途径做了分析, 并讨论了影响催化剂活性的因素, 对当前所存在的问题提出建议, 也对未来相关催化剂制备发展进行了展望.     

固体超强碱氧化钙催化制备生物柴油及其精制工艺

 以麻风果油为原料,研究了固体超强碱氧化钙在生物柴油制备工艺中的催化性能,考察了催化剂的焙烧温度、反应温度、反应时间、催化剂用量及醇油比对转化率的影响,确定了最优化的反应条件. 对产品脱钙精制工艺进行了研究, 考察了三种络合剂的脱钙性能. 结果表明,柠檬酸是一种很好的可用于生物柴油的脱钙剂,精制后生物柴油的主要指标符合国内外同类产品的标准.     

甘油催化氢解的研究与应用

近年来由于生物柴油产业的快速发展,甘油作为其生产过程中的副产品大量生成,合理利用这些过剩的甘油将有助于增加整个生物柴油产业的经济效益。本文对近年来利用甘油为原料催化氢解合成二元醇（1,2-丙二醇、1,3-丙二醇和乙二醇）的研究进展进行了综述,介绍了甘油催化氢解的研究背景,着重讨论了甘油催化氢解生成二元醇的反应机理（包括脱水-加氢机理、脱氢-加氢机理和螯合机理）和甘油催化氢解在生产二元醇上的应用,并对甘油催化氢解的发展前景做了展望。     

活性炭担载的铂催化剂在碱性条件下选择性氧化甘油制备乳酸（英文）

生物柴油是一种环境友好的燃料,随着其生产及应用的快速增长,其生产过程中重要的副产物甘油将会大量过剩.因此,将甘油转化为高附加值的化学品对于提高生物柴油整体竞争力具有重大意义.乳酸是重要的化工原料,可用于制备生物兼容和可降解的聚乳酸塑料,广泛应用于食品和医药等领域.近年来,由甘油制乳酸的研究受到格外关注,相对于水热反应和氢解反应等,催化选择氧化反应因温和的反应条件而更具竞争力.目前,甘油催化选择氧化制乳酸一般需加入较高比例的NaOH,而碱的类型对反应性能的影响鲜有报道.另外,催化剂常采用TiO_2和CeO_2等氧化物载体,而炭载体具有比表面积较大、在酸碱溶液中稳定及贵金属易于回收等优点,在催化领域有着广泛应用.因此,本文研究了活性炭(AC)担载的Pt催化剂在甘油催化选择氧化制乳酸反应中的催化性能.首先研究了Pt/AC催化剂和碱在甘油催化选择氧化制乳酸过程中的催化作用.实验发现,Pt/AC和碱协同作用才能得到乳酸.Pt/AC催化剂在甘油脱氢生成中间产物(甘油醛和二羟基丙酮)的过程中起主导作用,碱的存在能够促进甘油羟基脱氢;中间产物实验证实,中间产物生成乳酸过程中碱起主导作用,它促进甘油醛和二羟基丙酮脱水反应和坎尼扎罗重排反应获得乳酸.进一步研究发现,中间产物二羟基丙酮比甘油醛更有利于乳酸生成,而Pt/AC催化剂有利于中间产物氧化为甘油酸.进一步研究了不同类型的碱对反应性能的影响.结果表明,碱金属氢氧化物(LiOH,NaOH,KOH)比碱土金属氢氧化物(Ba(OH)_2)更有利于提高甘油转化率和乳酸选择性.在加入碱金属氢氧化物条件下,甘油转化率与其离子半径呈正相关,而乳酸选择性则呈相反趋势.在LiOH存在下,乳酸选择性明显高于NaOH和KOH条件.当LiOH:甘油摩尔比为1.5时,甘油转化率和乳酸选择性均最高.在较低的LiOH与甘油摩尔比时,随着反应的消耗,溶液中的OH–减少,其促进甘油脱氢的作用变弱,并且不利于中间产物进行坎尼扎罗反应,故反应活性和乳酸选择性较差;而当LiOH比例过高时,会导致溶解氧浓度迅速降低,从而使甘油转化率和乳酸选择性下降,同时副产物甘油酸的选择性有所提高.这可能是因为较高比例的碱会促进中间产物甘油醛生成,该中间产物在Pt/AC催化作用下发生进一步氧化反应生成甘油酸.研究了反应时间对催化性能的影响.结果表明,反应6 h后,甘油已经完全转化,乳酸选择性最高,达到69.3%;进一步延长反应时间,乳酸选择性有所下降,而副产物乙酸选择性略有增加,这可能是部分乳酸分解所致.Pt/AC催化剂经5次循环使用后仍保持了较高的甘油转化率和乳酸选择性     

甘油的催化选择氧化

综述了近年来生物柴油主要副产物甘油的催化选择氧化的研究进展。分析了甘油的化学催化选择氧化的反应网络;介绍了催化甘油选择氧化反应主要的催化剂如负载型金属催化剂、多孔催化剂以及有机酰基-TEMPO催化剂的催化性能及其催化机理;评述了甘油催化氧化过程中各反应条件等对产物选择性和反应物转化率的影响;概括了甘油的电催化氧化、甘油催化氧化聚合生成新型聚合物-聚丙酮二酸盐（Polyketomalonate）等新催化反应及其机理,总结了甘油生物催化氧化的产物二羟基丙酮（DHA）的新进展。最后提出了甘油的催化氧化存在的一些问题,并展望了甘油催化氧化的研究和发展方向。     

甘油催化氢解制备精细化学品的研究进展

随着生物柴油产业的快速发展,作为副产物的甘油大量过剩,因而有效利用甘油既能促进生物柴油产业的良性发展,又能节约大量石油资源。通过甘油催化氢解的方式来制备高附加值化学品丙二醇、乙二醇和丙醇等是甘油转化研究中最有潜在应用价值的路径之一,甘油氢解反应易于实现连续化生产,且目标产物附加值高、选择性高,因而具有良好的经济效益。本文首先简要介绍了甘油化学,深入探讨了甘油的氢解机理,然后重点综述了甘油氢解制备1, 2-丙二醇、1, 3-丙二醇、乙二醇和丙醇高效催化剂的研究进展,并对甘油氢解未来的研究方向和发展趋势作了进一步展望。     

活性炭担载的铂催化剂在碱性条件下选择性氧化甘油制备乳酸

生物柴油是一种环境友好的燃料,随着其生产及应用的快速增长,其生产过程中重要的副产物甘油将会大量过剩.因此,将甘油转化为高附加值的化学品对于提高生物柴油整体竞争力具有重大意义.乳酸是重要的化工原料,可用于制备生物兼容和可降解的聚乳酸塑料,广泛应用于食品和医药等领域.近年来,由甘油制乳酸的研究受到格外关注,相对于水热反应和氢解反应等,催化选择氧化反应因温和的反应条件而更具竞争力.
　　目前,甘油催化选择氧化制乳酸一般需加入较高比例的NaOH,而碱的类型对反应性能的影响鲜有报道.另外,催化剂常采用TiO2和CeO2等氧化物载体,而炭载体具有比表面积较大、在酸碱溶液中稳定及贵金属易于回收等优点,在催化领域有着广泛应用.因此,本文研究了活性炭(AC)担载的Pt催化剂在甘油催化选择氧化制乳酸反应中的催化性能.
　　首先研究了Pt/AC催化剂和碱在甘油催化选择氧化制乳酸过程中的催化作用.实验发现, Pt/AC和碱协同作用才能得到乳酸. Pt/AC催化剂在甘油脱氢生成中间产物(甘油醛和二羟基丙酮)的过程中起主导作用,碱的存在能够促进甘油羟基脱氢;中间产物实验证实,中间产物生成乳酸过程中碱起主导作用,它促进甘油醛和二羟基丙酮脱水反应和坎尼扎罗重排反应获得乳酸.进一步研究发现,中间产物二羟基丙酮比甘油醛更有利于乳酸生成,而Pt/AC催化剂有利于中间产物氧化为甘油酸.
　　进一步研究了不同类型的碱对反应性能的影响.结果表明,碱金属氢氧化物(LiOH, NaOH, KOH)比碱土金属氢氧化物(Ba(OH)2)更有利于提高甘油转化率和乳酸选择性.在加入碱金属氢氧化物条件下,甘油转化率与其离子半径呈正相关,而乳酸选择性则呈相反趋势.在LiOH存在下,乳酸选择性明显高于NaOH和KOH条件.当LiOH：甘油摩尔比为1.5时,甘油转化率和乳酸选择性均最高.在较低的LiOH与甘油摩尔比时,随着反应的消耗,溶液中的OH–减少,其促进甘油脱氢的作用变弱,并且不利于中间产物进行坎尼扎罗反应,故反应活性和乳酸选择性较差;而当LiOH比例过高时,会导致溶解氧浓度迅速降低,从而使甘油转化率和乳酸选择性下降,同时副产物甘油酸的选择性有所提高.这可能是因为较高比例的碱会促进中间产物甘油醛生成,该中间产物在Pt/AC催化作用下发生进一步氧化反应生成甘油酸.
　　研究了反应时间对催化性能的影响.结果表明,反应6 h后,甘油已经完全转化,乳酸选择性最高,达到69.3%;进一步延长反应时间,乳酸选择性有所下降,而副产物乙酸选择性略有增加,这可能是部分乳酸分解所致. Pt/AC催化剂经5次循环使用后仍保持了较高的甘油转化率和乳酸选择性.     

Effect of continuous magnetic field on the growth mechanism of nanoporous anodic alumina films on different substrates

The effects induced by an external homogeneous magnetic field on the oxide film growth on aluminum in aqueous solutions of oxalic and sulfuric acid and on surface morphology of the alumina films were studied. Aluminum films of 100 nm thickness were prepared by thermal evaporation on SiO₂/Si and glass-ceramic substrates. The pore diameter for oxalic acid alumina films on the SiO₂/Si substrate decreased by 0.8 nm, the interpore distance by 5.9 nm, and cell diameter by 6.9 nm if a magnetic field of 0.5 T was applied. When aluminum was anodized in sulfuric acid on the same substrate, the significant changes in parameters of porous structure of alumina, which were similar to the ones in oxalic acid, are firstly observed in stronger magnetic fields (of 0.7 T). On the basis of data obtained in this study and of previous investigation on the negative space charge and thermally activated defects in anodic alumina, we concluded that the intensity of the magnetic field is associated with energy of electron traps and that the changes of cell diameter characterize the trap concentration. The energy of electron traps in oxalic acid alumina films was proved to be smaller than the one in films formed in sulfuric acid, but the concentration of traps was of the same order of magnitude. When the substrate was replaced with the glass-ceramic one, the pore diameter in oxalic acid alumina films increased to ca. 17.6 nm.     

Synthesis of oligoesters from oxalic acid and glycerol

A new synthesis for the polycondensation of oxalic acid and glycerol was used. Polycondensation was carried out in the presence of compounds that do not dissolve oxalic acid and glycerol, but form an azeotropic mixture with water below 100°C. Anhydrous oxalic acid and oxalic acid dihydrate was used for the synthesis of oligoesters. The decarboxylation proceeds parallel with polycondensation of oxalic acid and glycerol was investigated. Decarboxylation of carboxyl groups of glycerol monooxalate was found to be accelerated by the arrangement of primary and secondary hydroxyl groups in the glycerol molecule in the 1,2 position.     

Determination of calcium oxide in calcined phosphate ores

It has been shown that an existing procedure to differentiate calcium oxide from the carbonate and silicate of calcium can be used in the presence of the phosphate, fluoride and sulphate of calcium, and of the carbonate and oxide of magnesium. It is based on the reaction in aqueous solution of calcium oxide with sucrose to form calcium saccharate, and subsequent titration with oxalic acid solution. The method has application for a direct chemical determination of calcium oxide in phosphate rock where calcination of accompanying carbonate is necessary in beneficiation processes.     

Catalytic kinetic spectrophotometry for the determination of trace amount of oxalic acid in biological samples with oxalic acid-rhodamine B-potassium dichromate system

A new catalytic kinetic spectrophotometric method was proposed for determining trace oxalic acid based on the catalytic effect of oxalate on the oxidation of potassium dichromate with rhodamin B in 0.10 M of sulfuric acid. Good linearity is obtained over the concentration range 0.40-6.0 microg/mL of oxalic acid. After the reactions of the catalytic and non-catalytic systems were terminated by using 2.00 mL of 4 M sodium hydroxide solution, they can be stable for 3 h at room temperature. The apparent activation energy of the catalytic reaction is 12.44 kJ/mol. The effect of 50 coexisting substances was observed. The method was used to determine trace oxalic acid in tea, spinach and urine samples with satisfactory results.     

Electrochemical behavior of CoSb<Subscript>3</Subscript> in sulfuric and oxalic acids over the potential range 0 to 40 V

The electrochemical behavior of pure Co, pure Sb, and CoSb₃ has been investigated over a large anodic potential range (0 to 40 V) in two acids, i.e., oxalic acid or sulfuric acid at different concentrations (0.01 to 1 M). Potentiodynamic polarizations performed on CoSb₃ plates reveal the possible formation of a passive layer between 1 and 3 V (vs SCE), on a passivation plateau. The oxidation of CoSb₃ at 2 V in sulfuric and oxalic acids results in the growth of an anodic conversion layer. This coating is mainly made of a porous layer of amorphous antimony oxides due to dealloying of CoSb₃. In the specific case of oxalic acid, rods of crystallized oxalates are tangled between the oxide sheets.     

Kinetic spectrophotometric method for the determination of oxalic acid by its catalytic effect on the oxidation of safranine by dichromate

A new catalytic kinetic spectrophotometric method for the determination of oxalic acid has been described based on its catalytic effect on the redox reaction between safranine and dichromate in dilute sulfuric acid media. The reaction is monitored photometrically by measuring the decrease in absorbance of safranine at the maximum wavelength of 530 nm. Under the optimum conditions, a calibration graph from 0.10 to 10.00 microg ml(-1) of oxalic acid with a detection limit of 0.08 microg ml(-1) was obtained. The relative standard deviation (R.S.D.) for ten replicate measurements of 1.0 and 5.0 microg ml(-1) oxalic acid was 2.7 and 2.5%, respectively. The purposed method is simple, sensitive, selective and inexpensive. The applicability of the proposed method was determined by the determination of oxalic acid in spinach and wastewater samples with satisfactory results.     

酸根离子掺杂对多孔阳极氧化铝光致发光特性的影响

采用电化学二次阳极氧化法分别在纯硫酸、纯草酸及硫酸-草酸混合电解液中制备了3个系列的多孔阳极氧化铝(AAO)样品, 考察了它们在250 nm光激发下的光致发光(PL)特性. 研究结果表明, 各系列AAO样品在350～450 nm波段范围内的PL谱形均完全相似, 具有相同的发光中心, 即氧空位缺陷态; 掺杂进入AAO样品的SO₄^2-和C₂O₄^2-分解形成的发光中心对应的光发射分别在288和328 nm附近; 对于硫酸-草酸混合电解液中生长的AAO样品, 其在328 nm附近的发光峰随着硫酸-草酸体积比的增大呈先增大后减少的变化, 而288 nm附近的发光峰却由基本消失到逐渐显现. 初步分析了该现象的成因.     

食品及生物样品中痕量草酸的荧光动力学法测定

拟定了一个荧光动力学测定痕量草酸根的新方法。在硫酸介质中，草酸催化重铬酸钾氧化罗丹明６Ｇ使其荧光猝灭。方法线性范围为０．８－１４．０ｍｇ／Ｌ，直接用于菠菜，人尿中草酸根的测定，获得满意结果。     

Extraction of oxalic acid from solutions of electrolyte mixture

Extraction of oxalic acid with tributyl phosphate and triisoamyl phosphate from solutions of its mixtures with nitric, phosphoric, sulfuric, and hydrochloric acid and with ammonium nitrate and chloride was studied. In the extractability series, oxalic acid occupies the position between nitric and phosphoric acids, with sulfuric and hydrochloric acids acting as strong salting-out agents. Nitric acid salts drastically decrease the distribution ratios of oxalic acid.     

对白酒中甲醇含量国标测定方法的改进

按酒卫生标准的标准分析方法,用光度法测定白酒中甲醇含量的标准曲线不甚理想,对草酸硫酸溶液加入量进行了一些改变,所得标准曲线较为理想,灵敏度和精密度都有提高.测定了一些白酒样品中的甲醇含量,结果令人满意.