杨利，刘细本，吴昊，马兵兵，李传亮

（浙江工业大学化学工程学院，浙江杭州310014）

高温液态水中固体酸SO42-/ZrO2-Al2O3催化果糖制备5-HMF

杨利，刘细本，吴昊，马兵兵，李传亮

（浙江工业大学化学工程学院，浙江杭州310014）

采用共沉淀-浸渍法制备了SO42-/ZrO2-Al2O3固体酸催化剂，利用FT-IR，XRD，Hammett指示剂等分析方法对催化剂的结构及酸性进行了表征。在高温液态水中，以制备的SO42-/ZrO2-Al2O3固体酸为催化剂，研究了果糖脱水制备5-HMF的反应。在反应温度为220℃、反应时间为30 m in、催化剂用量为果糖用量的5 w t.%的条件下，5-HMF的产率最高达76.8%。果糖降解的活化能为42.44 kJ/mol。

高温液态水;固体酸;果糖;5-羟甲基糠醛;活化能

0　引言

由生物质原料果糖制备5-羟甲基糠醛（5-HMF）是目前生物质深加工利用的重要方面［2］。5-HMF是一种重要的平台化合物，它被认为是连接碳水化合物资源与石油工业的桥梁，在燃料、精细化学品等领域具有广阔的应用前景［1，3］。早期由果糖制备5-HMF的催化剂主要以HCl、H2SO4、H3PO4等无机酸催化剂为主。但是生成的5-HMF在这种环境下极易水解为乙酰丙酸和甲酸等副反应，而且会腐蚀设备、污染环境等。固体酸催化剂由于具有比表面积大、酸量强、易回收、不腐蚀设备等优点被越来越多的用到5-HMF的制备中。Qi X等［4］以SO42-/ZrO2固体酸催化果糖发现，虽然其具有超强的酸性，优异的催化效果，但是孔隙率小，活性组分SO42-易流失［5］。通过添加其他的金属氧化物（TiO2、Al2O3、SiO2和WO3等）对催化剂结构改性，以提高固体酸的热稳定及酸强度［6］。最近几年，由于高温液态水具有绿色清洁、传质阻力小、操作温度、压力比超临界水低等优点引起了人们广泛的关注。……