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SO42-/ZrO2/USY催化纤维素醇解制备乙酰丙酸乙酯

2018-04-13孔鹏飞

郑州大学学报(工学版) 2018年2期
关键词:催化剂

常 春,安 冉,孔鹏飞

(郑州大学 化工与能源学院,河南 郑州 450001)

0 引言

乙酰丙酸酯是重要的生物质基化合物,被广泛应用于食品、医药、农药、橡胶、涂料和运输等行业[1-2].乙酰丙酸酯可以通过生物质衍生物如乙酰丙酸或糠醇为原料制备,此方法通常能得到较高的乙酰丙酸产率和选择性[3-4].乙酰丙酸酯可以通过生物质直接醇解合成,此方法具有工艺简单、过程条件容易控制等优点[5].固体酸由于具备产品易分离、可重复使用和环境污染少等优点,越来越受到人们的青睐[6].开发高活性的固体酸催化剂是当前利用生物质制备乙酰丙酸酯的重点和难点.

文献[7]对价格低廉的蒙脱石(Montmorillonite,MMT)进行硫酸化处理以提高酸位点数量和酸度,其中20-SO42-/MMT(用20% H2SO4处理MMT)表现出较好的催化效果,在最优条件下催化醇解葡萄糖和果糖转化生成乙酰丙酸甲酯的产率分别为48%和65%.孙培勤等[8]以超稳Y型分子筛为催化剂,在乙醇中催化纤维素醇解制备EL,通过工艺优化,EL摩尔产率可达14.95%. 分子筛具有较大的比表面积,具有独特的孔道结构,将介孔材料的结构优势与超强酸的酸性特征结合起来,将有望得到更具应用前景的介孔固体超强酸材料.

本试验将 SO42-/ZrO2负载于USY分子筛上,并将其用于催化转化纤维素生成EL,并对纤维素醇解的工艺条件进行了考察.

1 试验

1.1 试验原料与试验装置

纤维素(粒径90 μm)、果糖(≥ 99%)、菊糖(生化试剂)、乙酰丙酸乙酯(分析纯),上海阿拉丁有限公司;无水乙醇(分析纯)、正辛醇(分析纯),天津风船试剂有限公司;……

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