1. 研究目的与意义
伴随着全世界石油使用量的增加，石油资源渐渐变得紧张，各国重视石油储备的同时，也在更加重视可持续性资源的研究使用。生物质就是一种可持续性资源，数量巨大，价格低廉，可以被生物降解，并且可以不断再生。发掘可再生生物质资源制备新型平台化合物，已经变为解决目前资源和能源危机的重要方法。
纤维素是世界上分布较多的一种可再生资源，利用纤维素代替不可再生的石化资源来生产能源及相关化学品目前已得到世界各国的高度重视。纤维素催化降解可生成多种高附加值产物如5-羟甲糠醛（5-hmf）、乙酰丙酸、乳酸等。本研究利用fe3 及al3 催化纤维素降解，重点考察fe3 及al3 催化纤维素降解效率及产物分布、催化反应体系对纤维素降解效率的影响、fe3 及al3 催化纤维素机理分析。
纤维素（cellulose）是由葡萄糖组成的大分子多糖。不溶于水及一般有机溶剂。是植物细胞壁的主要成分。纤维素是自然界中分布最广、含量最多的一种多糖，占植物界碳含量的50%以上。棉花的纤维素含量接近100%，为天然的最纯纤维素来源。一般木材中，纤维素占40～50%，还有10～30%的半纤维素和20～30%的木质素。
2. 研究内容和预期目标
技术要求：学会催化反应操作、研究fe3 及al3 催化纤维素降解规律。
设计条件：纤维素是世界上分布较多的一种可再生资源，利用纤维素代替不可再生的石化资源来生产能源及相关化学品目前已得到世界各国的高度重视。纤维素催化降解可生成多种高附加值产物如5-羟甲糠醛（5-hmf）、乙酰丙酸、乳酸等。本研究利用fe3 及al3 催化纤维素降解，重点考察fe3 及al3 催化纤维素降解效率及产物分布、催化反应体系对纤维素降解效率的影响、fe3 及al3 催化纤维素机理分析。
根据论文题目，查阅正式出版的中外学术期刊和专著，从中选择10篇以上参考文献（外文1-2篇或以上），认真阅读，深刻理解，综合分析，掌握其最新动态，参照论文设计任务书的研究内容，写出开题报告（包括文献综述、选题目的和意义、研究方案、计划进度、参考文献）。论文撰写的格式按照院统一标准。如参考文献要列出作者姓名、论文标题、发表刊物、时间、卷（期）及起止页码。在查阅的文献中选1篇外文（5000以上外文印刷字符、文献内容要结合本研究内容）全文翻译为中文。
3. 研究的方法与步骤
1.1 实验材料
底物：纤维素
催化剂： FeCl3、AlCl3
反应器：50mL高压反应釜
溶剂：去离子水/蒸馏水
1.2 实验操作
电子天平称量X g催化剂（质量根据下表中摩尔浓度换算）
电子天平分别称量xg纤维素 ( 根据下表中换算)
| 序号 | 催化剂类型 | 去离子水（ml) | 底物浓度（纤维素） | 催化剂浓度（mol/L) | 反应温度（°C） | 反应时间（min) |
| 1 | FeCl3 | 30 | 4% | 0.125 | 180 | 30 |
| 2 | FeCl3 | 30 | 4% | 0.125 | 220 | 30 |
| 3 | FeCl3 | 30 | 4% | 0.5 | 180 | 30 |
| 4 | FeCl3 |
DMSO 30 | 4% | 0.5 | 220 | 30 |
| 5 | AlCl3 | 30 | 4% | 0.125 | 180 | 30 |
| 6 | AlCl3 | 30 | 4% | 0.125 | 220 | 30 |
| 7 | AlCl3 | 30 | 4% | 0.5 | 180 | 30 |
| 8 | AlCl3 |
DMSO 30 | 4% | 0.5 | 220 | 30 |
离子水/蒸馏水与催化剂、纤维素配成溶液 （注：最好用去离子水没有的话用蒸馏水）
实验组 （实验结束后所有样品保存好，以后要做其他分析）
纤维素为底物
注：1. 催化剂如果是水合的要把水的分子量算进去
2.底物浓度和催化剂浓度也仅指水相
1.3 产物分析
1.HMF分析
色谱柱：C-18 agilent column (150 × 4.6 mm)
检测器：紫外检测器
流动相：去离子水 乙腈
2.有机酸分析
色谱柱：Agilent HC-18柱
检测器：紫外检测器
流动相：甲醇-水体系
1.4结果讨论
预测结果。八种催化剂催化纤维素可能的反应路径。
路径1：
纤维素 葡糖糖 羟甲基糠醛 乙酰丙酸
路径2：
纤维素 葡糖糖 羟甲基糠醛 乙酰丙酸
乳酸以及其他
最优催化剂必须是路径1，且纤维素的转化率及选择性最高。
4. 参考文献
1. yan, l., laskar, d.d.,lee, s.-j., yang, b. 2013. aqueous phase catalytic conversion of
agarose to5-hydroxymethylfurfural by metal chlorides. rscadvances, 3, 24090- 24098.
2.peng, l., lin, l., zhang, j., zhuang, j., zhang, b., gong, y.2010.catalytic conversion of cellulose to levulinic acid by metal chlorides.molecules.,15,5258-5272.
5. 计划与进度安排
1、2022年12月28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；4、2022年4月23日-2022年5月15日 数据处理，通过数据分析找出最优反应条件5、2022年5月16日-2022年5月28日 整理数据，分析数据，写论文，修改论文，答辩。
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