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电解合成丁二酸的研究进展

化工进展 2009年第1期28卷 86-92页

作者：沈海平赵峰鸣徐颖华马淳安浙江工业大学应用化学系浙江杭州310014

综述了国内外电解合成丁二酸的方法,详细介绍了电解反应过程中阴极材料、阳极材料、电解槽结构和隔膜材料的发展趋势。分析结果表明铅及铅合金阴极凭借其自身的优势,仍然是工业生产所采用的最主要的阴极材料;最适合的阳极材料是钛基氧... 详细信息

综述了国内外电解合成丁二酸的方法,详细介绍了电解反应过程中阴极材料、阳极材料、电解槽结构和隔膜材料的发展趋势。分析结果表明铅及铅合金阴极凭借其自身的优势,仍然是工业生产所采用的最主要的阴极材料;最适合的阳极材料是钛基氧化钌、铱或钽铱钛合金;而且无需使用任何形式的隔膜;未来最具有应用前景的研究方向是Ti或Ti/TiO2阴极。

关键词：有机电合戍丁二酸电解技术工业化

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丁二酸的绿色电化学合成技术

丁二酸的绿色电化学合成技术

作者：张晓忠浙江工业大学

学位级别：硕士

本论文以丁二酸绿色电化学合成技术为研究对象,进行了丁二酸电解合成的基础理论研究,中试规模条件下的工艺参数条件试验和正交优化以及丁二酸电解合成的工业生产设计。在电化学基础研究中,考察了铅基多元合金用作阴极材料的适用性。结... 详细信息

本论文以丁二酸绿色电化学合成技术为研究对象,进行了丁二酸电解合成的基础理论研究,中试规模条件下的工艺参数条件试验和正交优化以及丁二酸电解合成的工业生产设计。在电化学基础研究中,考察了铅基多元合金用作阴极材料的适用性。结果表明,Sb、Cd、Sn含量为1.7%、3.15%、0.34%的Pb-Sb-Cd-Sn多元合金是一种性能优良的阴极材料。在中试规模条件下,选取阴极电流密度、电解温度、顺丁烯二酸酐浓度、介质循环流速四个工艺因素进行了工艺条件试验。实验结果表明:随着阴极电流密度的升高,电流效率整体呈现逐渐降低;随着介质温度的升高,电流效率整体呈现升高的趋势;随着电解液中顺丁烯二酸酐浓度的升高,电流效率整体呈现升高;随着液相传质速度的升高,电流效率整体呈现逐渐升高。论文进一步采用正交试验法,对电流密度、电解温度、硫酸浓度、介质循环流速、原料顺酐浓度多因素作用下的优化规律进行了研究,考察了上述五个工艺影响因素的影响程度。结果发现,电流密度影响最大,其次为硫酸浓度、顺丁烯二酸酐浓度、介质温度和传质速度。经正交优化并结合工业生产的实际情况,最为合适的工艺优选条件为:电流密度10.0A/dm,硫酸浓度0.50mol/L,顺丁烯二酸酐浓度160g/L,温度50℃,传质速度0.15m/s。在工艺条件试验和正交优化试验的基础上,进行了丁二酸电解合成的工业生产设计,尤其是对丁二酸的工艺合成过程给出了合适的微机监控方案。在工业生产设计工作中,优选了工艺生产路线,设计了年产1000吨丁二酸的电化学反应器,并进一步对年产1000吨丁二酸工业生产项目进行了物料衡算和技术经济分析。对丁二酸工艺合成过程中的微机监控,设计了厂站层监控主站系统和间隔层监控子系统,通过这两部分监控系统的有机结合,实现对整个生产过程的微机监控。在进行设备选型的基础上,根据生产管理要求、以及监控系统的性能,采用CSC2000系统,对系统控制点的类型进行归纳和总结,选择相应的系统配置,通过系统配置软件调试等工作,实现丁二酸连续电合成过程的微机监控,可以达到预期效果。研究结果显示,采用连续电解合成技术,使丁二酸电解合成的平均电流密度增加了15%（即设备时空产率提高了15%）,电流效率提高2～3%,能耗大大降低。同时,生产过程采用微机监控系统,使生产过程中高次谐波的消除和功率因数的提高得到技术保障。

关键词：丁二酸绿色电合成铅合金电还原微机监控

苹果酸和丁二酸对茶园土壤氟吸附能力及形态分布的影响

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吉林大学学报（理学版） 2009年第2期47卷 392-396页

作者：谢忠雷孙文田郭平郭晓静高福民吉林大学环境与资源学院长春130012

通过茶园土壤采样和实验室模拟,研究苹果酸和丁二酸对茶园土壤外源氟吸附能力和形态分布的影响.在氟初始浓度较低的条件下(低浓度有机酸0.42 mmol/L,高浓度有机酸>2.1 mmol/L),苹果酸和丁二酸对茶园土壤氟的吸附有增强作用,且增强作用... 详细信息

通过茶园土壤采样和实验室模拟,研究苹果酸和丁二酸对茶园土壤外源氟吸附能力和形态分布的影响.在氟初始浓度较低的条件下(低浓度有机酸酸酸和丁二酸对茶园土壤氟的吸附有一定的抑制作用;在氟初始浓度较高的条件下(低浓度有机酸>0.42 mmol/L,高浓度有机酸>2.1 mmol/L),苹果酸和丁二酸对茶园土壤氟的吸附有增强作用,且增强作用随吸附液氟初始浓度的增加而增大,苹果酸比丁二酸的增强作用大.茶园土壤外源氟大部分以残渣态存在,其次为水溶态.不同浓度的苹果酸和丁二酸对茶园土壤外源氟的形态转化有不同影响,但外源氟进入茶园土壤后形态分布的一般规律为:残渣态>水溶态>有机态≈铁锰态>交换态.

关键词：茶园土壤氟苹果酸丁二酸吸附能力形态分布

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丁二酸调控胶原矿化与牙本质修复研究

丁二酸调控胶原矿化与牙本质修复研究

作者：金晔丽浙江大学

学位级别：硕士

生物矿化（Biomineralization）是生物体硬组织形成的重要环节。生物矿化所形成的生物矿物具有多级有序的结构、优异的机械性能和重要的生理功能。通过生物矿化仿生学习,可启发有机-无机复合生物材料的设计和仿生矿化制备,为体内外硬组... 详细信息

生物矿化（Biomineralization）是生物体硬组织形成的重要环节。生物矿化所形成的生物矿物具有多级有序的结构、优异的机械性能和重要的生理功能。通过生物矿化仿生学习,可启发有机-无机复合生物材料的设计和仿生矿化制备,为体内外硬组织修复提供研究思路和奠定材料基础。牙齿是生物矿化的产物,但口腔不良卫生可导致牙齿的病理性脱矿,引起龋齿,严重的龋齿可导致牙本质的损坏和缺失,如何通过仿生矿化的手段修复牙本质是未来牙科修复技术发展的一个重要课题。前期研究发现,三羧酸循环产物中的柠檬酸可促进胶原矿化与牙本质修复。本论文通过文献调研发现丁二酸也是三羧酸循环的重要产物,在钙化肿瘤组织中的水平较高。我们猜测丁二酸可能也是调控胶原矿化的重要生物分子。因此本论文重点研究了丁二酸对胶原纤维矿化和牙本质再矿化的影响。绪论涵盖五部分内容。第一部分主要介绍了生物矿化有关的背景。第二部分介绍了牙齿的多级结构以及胶原与矿物之间的关系。第三部分介绍了传统的牙齿修复方式以及其弊端。在第四部分中主要介绍了与牙本质再矿化密切相关的胶原矿化,介绍了胶原的结构、胶原矿化相关的一些理论,分析其中促进胶原矿化的因素。第五部分介绍了三羧酸循环的生物学背景,以及丁二酸与肿瘤钙化之间的相关性。第二章是实验的第一部分,胶原矿化过程研究。通过原子力显微镜、激光共聚焦显微镜以及矿化液成分原位观测胶原矿化的过程。对胶原矿化中矿化液的相变过程和胶原与矿物相互作用分析,得出钙与胶原的结合对于矿化有重要作用。由此得出与钙离子配位能力最强的多元羧基有机分子可能对胶原矿化具有重要调控作用。第三章是探究丁二酸对胶原矿化作用的实验,主要通过构建胶原纤维模型、胶原凝胶三维模型来验证丁二酸对胶原矿化的调控作用。通过红外分析丁二酸和胶原的作用力、ICP分析钙液和胶原的作用、p H曲线研究丁二酸对矿化动力学的影响。通过超高分辨随机光学显微镜验证了矿化胶原的纤维内矿化结构。第四章是验证丁二酸可以促进牙本质再矿化。通过超薄切片机透射电镜观察牙本质再矿化的程度,通过纳米压痕分析牙本质再矿化后的机械性能恢复情况,最后研究了丁二酸的细胞毒性和生物活性。通过以上研究我们发现,通过高浓度丁二酸（10 m M）可显著促进胶原矿化和牙本质矿化。再矿化后的牙本质机械性能恢复到天然牙本质水平。通过谱学分析,元素分析,吸附曲线和矿化动力学,我们揭示了丁二酸调控胶原纤维和牙本质矿化的分子机制:丁二酸首先通过分子氢键作用吸附在胶原纤维（吸附量大于4wt%）,通过丁二酸羧基与钙的结合,增强了胶原纤维对钙的富集,从而促进了钙化。通过本论文的研究,一方面我们提出了肿瘤钙化过程中丁二酸富集可加速胶原矿化的化学理解,另一方面丁二酸分子促进胶原矿化也为牙本质再矿化调控剂的分子设计提供了重要实验依据和理论支撑。

关键词：丁二酸胶原矿化牙本质再矿化

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丁二酸生产菌的发酵条件优化

丁二酸生产菌的发酵条件优化

作者：郭富仁齐鲁工业大学

学位级别：硕士

丁二酸作为一种有广泛用途的有机化学产品,它可以被用作化学合成的原材料或者有机合成的中间产品或生产过程中的反应底物,在制药、食品添加剂、绿色溶剂及可降解塑料等多种领域广泛应用。在自然界中,原核微生物由于自身的以下特点如:代... 详细信息

丁二酸作为一种有广泛用途的有机化学产品,它可以被用作化学合成的原材料或者有机合成的中间产品或生产过程中的反应底物,在制药、食品添加剂、绿色溶剂及可降解塑料等多种领域广泛应用。在自然界中,原核微生物由于自身的以下特点如:代谢速度快、代时短,较方便培养和控制,能迅速代谢生产我们需要的目标产物或菌体代谢物,因此本实验中我们选用了大肠杆菌作为生产丁二酸的微生物菌株。本课题利用实验室保存的大肠杆菌菌株（初始产量为1.51 g/L）为出发菌株,利用不同的诱变方法:如紫外线诱变、微波诱变和DES化学诱变等各种方法,诱变得到一株产丁二酸量37.08 g/L大肠杆菌突变菌株。经过遗传十代对其稳定性能检测,产酸量恒定。根据实验结果,我们对培养基配方条件和菌株培养条件等设计了一系列优化方法进行进一步的实验,最终得出实验中最佳培养基配方的组成为葡萄糖5%,硝酸铵0.8%,蛋白胨0.6%,硫酸镁0.06%,碳酸钙2%,氯化钾0.06%,磷酸二氢钾0.4%,结合工艺优化,菌株的丁二酸产量可以达到47 g/L。经过对大肠杆菌菌株丁二酸HX3产丁二酸的发酵条件优化,发酵条件为每250 m L三角瓶中装液80 m L,培养基中初始p H值调整到6.0,最佳接种量为4%,当发酵培养时间到42 h时,培养出菌株丁二酸HX3的产酸量最高,可以达到51g/L,是出发菌株产酸量的33倍。菌种选育工作完成后,我们进一步进行了选育菌种的工业化放大验证实验,通过10 L、100 L、1 m3发酵罐的逐级放大实验,最终选育的大肠杆菌菌株丁二酸HX3产丁二酸量稳定在55 g/L,具有一定工业化生产潜力。

关键词：丁二酸发酵大肠杆菌响应面设计

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稀酸水解玉米皮制备丁二酸发酵糖液的研究

食品与发酵工业 2007年第10期33卷 6-9页

作者：姜岷姚嘉曼吴昊万永敏陈可泉孙娜娅于丽南京工业大学制药与生命科学学院江苏南京210009

研究了稀酸水解玉米皮制备丁二酸发酵糖液的工艺条件,通过正交试验及优化调整得到稀酸水解玉米皮的优化工艺条件:水解温度110℃、加酸量1%、粒径20～40目、反应时间90min,总糖收率90.37%,总糖浓度85g/L。其糖液经活性炭脱色,脱色率达92.... 详细信息

研究了稀酸水解玉米皮制备丁二酸发酵糖液的工艺条件,通过正交试验及优化调整得到稀酸水解玉米皮的优化工艺条件:水解温度110℃、加酸量1%、粒径20～40目、反应时间90min,总糖收率90.37%,总糖浓度85g/L。其糖液经活性炭脱色,脱色率达92.27%,脱色的总糖损失率低于5%,糠醛含量仅为0.236g/L。经厌氧发酵实验初步验证,玉米皮水解液可替代葡萄糖作为丁二酸发酵的碳源。

关键词：玉米皮酸水解丁二酸发酵

Ru/Mn-Ce/TiO_2 催化剂催化湿式氧化丁二酸的反应活性和动力学研究(英文)

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分子催化 2005年第1期19卷 31-35页

作者：张世鸿涂学炎王伟李自弘王颖臻周诚德陈斌云南大学化学与材料工程学院云南昆明650091

在二氧化钛载体中通过掺杂Ru ,Mn ,Ce制备了一系列用于催化湿式氧化的催化剂 ,利用XRD ,TEM ,BET等手段对催化剂进行了表征 .在反应温度T =2 10～ 2 70℃ ,氧分压PO2 =2 .1MPa条件下 ,在间歇式高压反应釜中对丁二酸进行了降解实验 .催... 详细信息

在二氧化钛载体中通过掺杂Ru ,Mn ,Ce制备了一系列用于催化湿式氧化的催化剂 ,利用XRD ,TEM ,BET等手段对催化剂进行了表征 .在反应温度T =2 10～ 2 70℃ ,氧分压PO2 =2 .1MPa条件下 ,在间歇式高压反应釜中对丁二酸进行了降解实验 .催化剂在反应中有很高的催化活性 .催化剂在 30min内对丁二酸降解的COD去除率为 5 4 .4～ 98.3% .Ru及Mn ,Ce的氧化物对催化活性都有促进作用 .建立了丁二酸催化湿式氧化的一级分段动力学模型 .基于COD的一段及二段反应的活化能分别为 4 3.74kJ/mol和 5 4 .2 8kJ/mol.

关键词：催化湿式氧化丁二酸钌二氧化锰氧化铈

金属离子与卟啉的嵌入反应动力学研究Ⅷ——丁二酸缓冲溶液中溴化间四(N-乙腈基-3-吡啶基)卟啉与Cu(Ⅱ)的配位反应

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化学试剂 2003年第5期25卷 257-259页

作者：黄少云潘志权任建国武汉化工学院制药系湖北武汉430073

研究了在35±1℃,离子强度0.5 mol/L(KCI)条件下,丁二酸根催化Cu^(2+)离子嵌入溴化间四(N-乙腈基-3-吡啶基)卟啉(H2Tβ-N-ENCPyPBR4)的反应动力学及其机理。结果显示,在丁二酸缓冲体系中反应遵循阴离子催化卟啉变形机理;根据催化剂浓度... 详细信息

研究了在35±1℃,离子强度0.5 mol/L(KCI)条件下,丁二酸根催化Cu^(2+)离子嵌入溴化间四(N-乙腈基-3-吡啶基)卟啉(H2Tβ-N-ENCPyPBR4)的反应动力学及其机理。结果显示,在丁二酸缓冲体系中反应遵循阴离子催化卟啉变形机理;根据催化剂浓度、溶液的pH与反应速率间的关系,得到其反应动力学方程为d[CuP4+]/dt=5.81{(1.0+1.59×103)[B2-]/1.0+1.92×10-4[H+]2)[Cu2+][P]T。

关键词：金属离子卟啉嵌入反应动力学丁二酸缓冲溶液溴化间四(N-乙腈基—3—吡啶基)卟啉铜离子配位反应

多酶组合水解甘蔗渣及利用甘蔗渣水解液发酵丁二酸

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食品与发酵工业 2014年第9期40卷 12-16页

作者：陶生涛郑璞肖石山江南大学生物工程学院工业生物技术教育部重点实验室江苏无锡214112

以甘蔗渣为原料,研究了甘蔗渣水解液的制备与利用琥珀酸放线杆菌发酵生产丁二酸的主要工艺参数。甘蔗渣经过1%NaOH预处理后,用纤维素酶、木聚糖酶、β-葡聚糖酶和果胶酶共同水解,在底物质量浓度为75 g/L时,水解液的还原糖质量浓度为65.6... 详细信息

以甘蔗渣为原料,研究了甘蔗渣水解液的制备与利用琥珀酸放线杆菌发酵生产丁二酸的主要工艺参数。甘蔗渣经过1%NaOH预处理后,用纤维素酶、木聚糖酶、β-葡聚糖酶和果胶酶共同水解,在底物质量浓度为75 g/L时,水解液的还原糖质量浓度为65.6 g/L,甘蔗渣中总纤维素水解率达到90%。以还原糖质量浓度为55g/L的甘蔗渣水解液为碳源,在3 L发酵罐中分批发酵29 h产39.9 g/L丁二酸,丁二酸对甘蔗渣水解液中还原糖的得率为0.82 g/g,对甘蔗渣的得率为0.46 g/g。反映了以甘蔗渣为原料发酵生产丁二酸的可行性。

关键词：甘蔗渣预处理酶解丁二酸