层状固体酸催化剂HTaMoO6催化果糖脱水制备5-羟甲基糠醛的研究
2021-01-11安胜欣晋乐乐王禹昊李文志
安徽科技学院学报 2020年5期
关键词:催化剂
安胜欣, 晋乐乐, 王禹昊, 李文志*
(1.安徽理工大学 化工学院,安徽 淮南 232001;2.中国科学技术大学 工程科学学院,安徽 合肥 230026)
化石燃料有限的储备以及其使用引起的全球日益变暖问题迫使人们从可再生资源中寻找化石产品的替代物。生物质平台化合物作为连接可再生资源和化石资源化学品的纽带引起了研究者的兴趣[1-4]。其中5-羟甲基糠醛,因其优异的化学性质,得到了人们广泛关注。以5-羟甲基糠醛为前体,可以转化为包括呋喃类化合物在内的许多高附加值化学品[5],在医药、精细化工及能源领域有着广泛的应用,被美国能源部列为最有应用前景的“top10”生物质来源的平台化合物之一[6-8]。5-羟甲基糠醛可通过生物质酸催化脱水制备,但生物质材料结构、成分复杂,直接转化效率低。以生物质水解产物(碳水化合物)为原料酸催化转化制备5-羟甲基糠醛被认为最有前景的生产方式[9-11]。相比于均相反应体系,固体酸催化因易分离回收、环境友好等优点研究得较为广泛[12-13]。层状过渡金属氧化物因其特殊的结构及其B酸催化活性引起了人们得研究兴趣[14]。将其与Rh/C复配,利用HTaMoO6上B酸活性解聚大分子木质素。HNbMoO6因其酸性的层状结构在蔗糖、纤维二糖、淀粉和纤维素等糖类物质水解中表现出良好的催化性能。但将层状金属催化剂用于HMF的制备中鲜有报道。本文拟以果糖为原料,以HTaMoO6催化剂制备HMF,考察反应时间、温度、溶剂种类、催化剂负载量对催化剂反应性能的影响,并利用扫描电镜、傅里叶红外光谱仪、X射线衍射、氨气程序升温脱附实验对催化剂进行表征。……
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