小龙虾壳制备固体碱及其Knoevenagel缩合反应性能
2021-12-07赵宇培张创富王龙耀
常州大学学报(自然科学版) 2021年6期
赵宇培, 张创富, 王 鹏, 王 岚, 王龙耀
(常州大学 石油化工学院, 江苏 常州 213164)
虾蟹类水产品营养丰富,味道鲜美,其消费规模日渐增长。但是,虾蟹等甲壳类水产品的食用和加工过程中会产生数以万吨计的虾头、虾壳和蟹壳等废弃物。不仅造成了生物质资源的浪费,还会产生新的污染,对城市环境和水体安全等造成较大的危害。合理且高效地利用甲壳类废弃物,实现厨余生物质的高值化利用[1],不仅能够解决虾蟹类水产品食用和深加工过程中产生的一系列自然资源浪费和环境污染的问题,而且对建设可持续发展的绿色加工产业具有重要意义[2]。
碳酸钙是虾蟹壳的重要组成部分,同时也是理想的固体碱催化剂和其他功能材料的制备前驱体。SHEN等[3]以蟹壳为原料,在氮气氛围下高温煅烧,制备出氧化钙和多孔碳的杂化材料,所得催化剂在葡萄糖水相异构化为果糖的反应中表现出优异的催化活性和目标产物选择性。LIU等[4]以蟹壳煅烧制备钙钛矿的碳基载体,生产出高效的燃料电池电极材料。以上研究成果表明,高值化利用虾蟹类生物质废弃物,具有广阔的应用和研究前景,受到越来越多的关注[5]。
以虾蟹壳类生物质废弃物制备固体碱催化剂,具有原料便宜易得,操作方便简单等优点,且能够实现废弃生物质的高值化利用。以小龙虾壳厨余垃圾为原料,通过高温煅烧的方法制备出氧化钙型固体碱,以CO2程序升温脱附(CO2-TPD)、氮气吸脱附和红外光谱等多项技术手段对催化剂的结构形貌和碱性性质进行了表征,考察了催化剂在Knoevenagel缩合反应中的反应性能,并研究了催化剂的回收使用性能和活化再生过程。……
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