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1. 引言
丁二酸（succinic acid，简称SA）俗名琥珀酸，是一种重要的精细化工产品和有机合成中间体，广泛应用于塑料、橡胶、医药、食品等领域中。其中最具有发展前景的领域为合成塑料，它是生物可降解塑料聚丁二酸丁二醇酯（PBS）的主要原料。目前以丁二酸为原料合成PBS 生物可降解塑料的技术在德国巴斯夫公司、日本三菱公司、中国清华大学、中科院理化研究所都已开发成功并投入批量生产。PBS 与其他生物可降解塑料相比，不仅力学性能十分优异，而且价格合理，市场需求量大。目前国内已有多家企业正在积极筹备上马PBS项目。而安庆和兴公司则领先一步，率先与清华大学达成合作意向，已实现3000吨/年PBS的生产规模；随着生PBS制造厂不断建成，丁二酸的年需求量会翻番的大增，据估计，在未来几年内，丁二酸的年需求将达到100万吨以上。
发酵法是以玉米、秸秆[1~3]、木材[4]等为基本原料，利用细菌或微生物发酵制备丁二酸。由于发酵法生产丁二酸是利用可再生糖源和二氧化碳作为主要原料，它开辟了温室气体二氧化碳利用的新途径，且环境友好[5]，成为国内外研究的热点。
发酵法制备丁二酸的一个关键步骤是优良菌种的选择，它将会直接影响到产品的收率以及分离纯化的过程。关于菌种的培养，国外已进行大量研究[6~8]，国内在这方面的研究还处于起步阶段[9~13]。要想得到一种经济上可行的丁二酸发酵、分离工艺路线短、成本低的提取工艺是极为关键的。由于在丁二酸的发酵过程中通常需要用碱调节pH，发酵产物是有机酸盐；另外，发酵罐中的不溶性物质(例如死细胞、蛋白等) 需要从最终产品中除去。因此，典型的下游过程包括除去细胞和蛋白一类的杂质，浓缩，将丁二酸盐转化为游离的丁二酸，将游离的丁二酸提高到所需的浓度等过程。过去产品提取、浓缩、酸化、纯化过程中效率不高，使得以发酵为基础的生产工艺不能实现。目前通过对工艺的不断改进，并结合一些最近的新技术，发酵法从碳水化合物生产以丁二酸为基础的化学制品，并将其从它的稀发酵液中提取和纯化成为现实，但生产成本昂贵。目前有一种方法，将稀的丁二酸水溶液酯化后再分离，提纯得到丁二酸，酯化后得到的酯类可以很容易的和水分离，本方法尝试一种新型的介孔碳材料做成催化剂，催化丁二酸水溶液的酯化。
2.介孔碳材料starbon简介
利用生物材料,在其原有的结构基础上进行碳化后,得到的碳材料保留了先前的碳骨架。再通过酸化等方式进行修饰,使其带上酸性基团,最终形成具有特定结构的碳基固体酸。这方面最典型的例子是淀粉溶胶凝胶法制得的介孔碳基固体酸Starbon。先将淀粉溶于温水中,在低温下形成凝胶块,将得到的凝胶块再进行高温无氧焙烧,最后得到的碳材料即为Starbon。这种材料经过磺酸化后用于琥珀酸的酯化反应中,仅410min就可使转化率达到90%,比液态硫酸快了近1000min.
3．参考文献
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[2] a)J. Lee, S. Yoon, T. Hyeon, S. M. Oh, K. B. Kim, Chem.Commun. 1999, 2177 2178; b) T. W. Kim, I. S. Park, R. Ryoo,Angew. Chem. 2003, 115, 4511 4515; Angew. Chem. Int. Ed.2003, 42, 4375 4379; c) R. Gadoi, S. Saadallah, T. Piquero, P.David, J. Parmentier, C. Vix-Guterl, Microporous MesoporousMater. 2005, 79, 121 128; d) M. Hartmann, A. Vinu, G.Chandrasekar, Chem. Mater. 2005, 17, 829 833.
[3] Starbons: New Starch-Derived Mesoporous Carbonaceous Materials with Tunable Properties
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