WO3/ZrO2固体酸催化果糖制备5-羟甲基糠醛的工艺研究

通过偏钨酸铵水溶液浸渍氢氧化锆制备了WO3/ZrO2固体酸催化剂,并考察其在果糖脱水制备5-羟甲基糠醛过程中的催化性能。考察了WO3负载量、催化剂用量、反应时间、反应温度、果糖添加量对HMF产率的影响。实验结果表明:WO3负载量为30%,以二甲基亚砜(DMSO)为溶剂,120℃下反应2h时,催化剂表现出较高的反应活性,相应HMF收率为65.4%。该催化剂循环使用5次,HMF收率仍能保持62.1%。     

H-Y/β双微孔沸石分子筛催化果糖脱水生成5-羟甲基糠醛的研究

研究了以H-Y/β双微孔沸石分子筛为催化剂,果糖脱水转化为5-羟甲基糠醛(HMF)的反应,考察不同催化剂、溶剂、助剂用量、反应温度和反应时间,以确定H-Y/Beta双微孔沸石分子筛催化剂催化果糖脱水转化为HMF的最佳反应条件。研究发现,以1 g果糖为原料,最佳反应条件为:催化剂0.05 g、溶剂二甲基亚砜(DMSO)30 mL、助剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)0.03 g、反应温度160℃、反应时间1.5 h,利用紫外分光光度法测定产物,并计算其产率为64.6%。     

固定化磺基离子液体催化合成5-羟甲基糠醛研究

对微球硅胶固定化离子液体(IL3)催化果糖脱水合成5-羟甲基糠醛(HMF)进行了研究。以微球硅胶为载体,通过γ-氯丙基三甲氧基硅烷将磺基功能化离子液体-N-磺丙基咪唑盐(IL2)化学键联到其上制得IL3。用液氮吸附、13C-NMR、元素分析及酸度测定等方法对IL3进行分析与表征,并考察其在果糖脱水合成HMF反应过程中的催化性能。研究结果表明:IL3能有效催化果糖脱水生成HMF。IL2固载量越高,IL3的表面酸度越大、但比表面积和孔体积都下降。当IL2的固载量为45.4%时,所制得的催化剂(45.4-IL3)对果糖脱水生成HMF具有较好的催化性能。过高的反应温度和果糖浓度会使生焦反应加剧,导致HMF收率降低。在115℃、15%～25%(wt)果糖溶液中反应是较合适的,HMF收率维持在80%以上。IL3可方便地循环使用,但随循环使用次数增加,HMF生成速率和收率都呈下降趋势。尤其是催化剂循环使用四次后,HMF收率明显下降,是反应过程中生成的不溶性焦质在催化剂表面覆盖所致。     

碳硅负载氧化铌催化果糖制备5-羟甲基糠醛的研究

制备了碳硅负载氧化铌催化剂,并对其催化生物质糖转化为5-羟甲基糠醛(HMF)进行研究,对铌负载量、反应时间、反应温度、催化剂质量等影响因素进行考察。结果表明,铌负载量对催化剂酸量和催化活性及HMF选择性均有重要影响:催化剂酸量随铌质量分数增加而增加,果糖转化率也随之增加; HMF选择性随着铌质量分数增加呈现先上升后下降的变化趋势,铌负载量为5%时,HMF收率最大可达82. 8%。     

固体酸催化果糖制备5-羟甲基糠醛的研究

研究了以二甲基亚砜为溶剂、TiO_2-SiO_2为催化剂催化果糖脱水生成5-羟甲基糠醛(HMP)的反应,分别考察了不同摩尔比TiO_2-SiO_2催化剂、反应时间、催化剂用量、果糖添加量等工艺参数对果糖脱水制备HMF催化活性的影响.在TiO_2-SiO_2作为催化剂、150℃和反应3 h的条件下,5-羟甲基糠醛的收率可达83.8%.     

果糖和蔗糖转化合成5-羟甲基糠醛的研究

以果糖或蔗糖为原料合成呋喃基衍生物是生物质转化利用的重要过程之一。将己内酰胺和对苯甲磺酸进行中和反应制备了有机盐（即己内酰胺-对甲苯磺酸盐）,并研究该有机盐催化果糖和蔗糖脱水合成5-羟甲基糠醛的反应过程。结果发现,在氮气保护下,当使用10.0mol%己内酰胺对甲苯磺酸盐为催化剂时,果糖和蔗糖脱水生成5-羟甲基糠醛的产率分别可达89%和48%。同时,考察了催化剂用量和反应条件对果糖转化反应的影响,并对反应结果进行了讨论。     

磁性碳质材料催化糖类制备5-羟甲基糠醛和5-乙氧基甲基糠醛的研究

制备了一种磺酸化的磁性碳质固体酸催化剂PCM-SO_3H,用于催化糖类制备液态生物燃料5-乙氧基甲基糠醛(EMF),考察了二甲亚砜在溶剂中的含量对糖类转化和产物分布的影响。结果表明,该催化剂不仅能催化5-羟甲基糠醛(HMF)的醚化,EMF产率高达85.6%,也能在乙醇-二甲亚砜双溶剂体系下一锅法催化果糖制备EMF,反应温度100℃,反应时间10 h,催化剂加入量45 mg,溶剂(DMSO 1.5 m L和乙醇3.5 m L)时,EMF的收率达61.8%。反应结束后,该催化剂可以在外部磁场条件下从反应混合物中重新获得,且重复使用多次依然保持高的活性。     

磁性碳质材料催化糖类制备5-羟甲基糠醛和5-乙氧基甲基糠醛的研究

制备了一种磺酸化的磁性碳质固体酸催化剂PCM-SO_3H,用于催化糖类制备液态生物燃料5-乙氧基甲基糠醛(EMF),考察了二甲亚砜在溶剂中的含量对糖类转化和产物分布的影响。结果表明,该催化剂不仅能催化5-羟甲基糠醛(HMF)的醚化,EMF产率高达85.6%,也能在乙醇-二甲亚砜双溶剂体系下一锅法催化果糖制备EMF,反应温度100℃,反应时间10 h,催化剂加入量45 mg,溶剂(DMSO 1.5 m L和乙醇3.5 m L)时,EMF的收率达61.8%。反应结束后,该催化剂可以在外部磁场条件下从反应混合物中重新获得,且重复使用多次依然保持高的活性。     

半纤维素六碳糖转化为5-羟甲基糠醛的动力学

选取甘露糖和半乳糖两种典型半纤维素六碳糖作为模化物,考察其在水相中较宽温度（100～200℃）和时间（10～240min）范围内的降解行为。实验结果表明,较高的反应温度能提高六碳糖的转化率和5-羟甲基糠醛（HMF）的产率;在200℃时甘露糖和半乳糖生成的HMF最高产率分别为26.82%和22.86%,乙酰丙酸（LA）的产率低于3%;半乳糖因容易异构化生成塔格糖而非果糖,导致其HMF产率较低。采用六碳糖平行生成HMF和Humin,随后HMF平行生成的LA和Humin的反应模型对六碳糖降解动力学进行分析,揭示了六碳糖的类型对HMF和Humin生成机制的影响。此外,针对六碳糖生成的Humin的Van Krevelen图和FTIR谱图进行分析进一步发现,Humin是通过脱水聚合生成的呋喃环基聚合物,同时其结构特征与单糖类型紧密相关。     

SnO2/Fe2O3-rGO三元复合材料催化葡萄糖脱水制备5-羟甲基糠醛

采用水热晶化法制备SnO2/Fe2O3-rGO三元复合材料固体型催化剂,以葡萄糖为原料,SnO2/Fe2O3-rGO为催化剂,在[BMIM]Br环境下催化葡萄糖脱水制备5-羟基甲糠醛(HMF)。考察催化剂制备条件及催化制备5-羟甲基糠醛(HMF)的工艺参数如:催化剂制备的晶化温度、不同金属原料配比、以及不同溶剂对(HMF)产率的影响等。实验结果表明,在200℃下,n(FeCl3·6H2O)∶n(SnCl2·2H2O)=1∶3,恒温4 h,制备的催化剂SnO2/Fe2O3-rGO在[BMIM]Br离子液体中对葡萄糖脱水制备HMF所得葡萄糖转化率为99%,产率为56%。     

纳米H3PW12O40／SiO2复合杂多酸催化合成乙酸正己酯

以纳米二氧化硅为载体,采用溶胶-凝胶法负载磷钨酸,以冰乙酸、正己醇为原料,纳米H3PW12O40／SiO2复合杂多酸为催化剂,考察原料配比、催化剂用量、反应时间、反应温度等因素对酯化反应的影响,同时也考察了催化剂循环使用的情况。实验表明,纳米H3PW12O40／SiO2复合杂多酸催化剂是合成乙酸正己酯的良好催化剂,其最优合成条件为：纳米H3PW12O40／SiO2复合杂多酸催化剂用量约为反应酸醇配料总质量的2．5％,酸醇配比为1：1．4,反应时间1h,反应温度130℃,产率达89．72％。     

纳米H3PW12O40/SiO2复合杂多酸催化合成乙酸正戊酯

采用溶胶—凝胶法制备了纳米H3PW12O40/SiO2复合杂多酸,并以其催化合成乙酸正戊酯,研究了催化剂用量、反应时间、反应温度、酸醇摩尔比等对酯化反应的影响,考察了纳米H3 PW12O40/SiO2复合杂多酸催化剂的重复使用性能,并将其催化性能和磷钨酸进行了比较.结果表明,在冰乙酸用量为0.05 mol、酸醇摩尔比为...     

H_3PW_(12)O_(40)催化合成己二酸

以环己烯为原料,w(H2O2)=30%的过氧化氢为氧化剂,在草酸(H2C2O4)作为助剂的条件下,采用磷钨酸(H3PW12O40)作催化剂合成己二酸,结果表明,当n(环己烯)∶n(H3PW12O40)∶n(H2C2O4)∶n(H2O2)=100∶1∶1∶538,反应温度为92℃,反应时间为6h时,己二酸的收率可达70 1%。讨论了H3PW12O40加入量、环己烯加入量、过氧化氢加入量、反应时间、反应温度等因素对反应的影响。     

苯甲醛与甘油在二氧化硅负载的磷钨酸催化剂上的缩合反应

针对磷钨酸比表面积小和不易回收利用等缺点,采用溶胶-凝胶法制备了不同磷钨酸负载量的H3PW12O40/SiO2固体酸催化剂,用XRD和N2-吸附对H3PW12O40/SiO2固体酸催化剂进行了表征,研究了在苯甲醛和甘油缩合反应中的催化性能,考察了催化剂的焙烧温度、磷钨酸的负载量、催化剂用量和反应时间的影响。结果表明,H3PW12O40/SiO2固体酸是平均颗粒在(20.9～26.4)nm的无定形催化剂,在苯甲醛甘油缩醛的合成中具有高活性和高稳定性。最佳条件:焙烧温度500℃,H3PW12O40负载质量分数10%,催化剂用量0.5 g,n(苯甲醛)∶n(甘油)=1∶1.1、甲苯15 mL,反应时间2.0 h。最佳条件下,苯甲醛转化率达99.2%。H3PW12O40/SiO2固体酸催化剂独特的Keggin阴离子结构和表面酸中心、高比表面积和准液相在苯甲醛和甘油的缩合中具有重要作用。     

铵、银复合掺杂磷钨酸催化合成己二酸二烷基酯

采用离子交换法制备了铵、银复合掺杂磷钨酸催化剂,并将其应用于合成己二酸二辛酯的反应中。采用FTIR、XRD及Hammett指示剂法对催化剂的结构、酸强度与表面酸量进行表征。结果表明,(NH_4)_(0.5)Ag_(0.5)H_2PW_(12)O_(40)(Ⅰ)的催化活性最高,酯化率达到99.8%,高于传统的单一型阳离子掺杂磷钨酸。考察了Ⅰ对合成其他己二酸二烷基酯的催化性能,酯化率均达到99.5%以上。此外,Ⅰ经过4次使用后,酯化率仍然高达98.6%。     

负载型Cs2.5H0.5PW12O40醚化催化剂的制备与催化性能

制备了负载型磷钨酸铯 (Cs2 5H0 5PW1 2 O4 0 )催化剂 ,考察了载体种类、载体性质、制备方法和制备条件对催化剂性能的影响 ,对制备的催化剂进行了表征 ,并考察了负载型Cs2 5H0 5PW1 2 O4 0 作为醚化催化剂的催化活性 结果表明 ,大孔硅胶是Cs2 5H0 5PW1 2 O4 0 的适宜载体 ,硅胶的钠含量越低制备的Cs2 5H0 5PW1 2 O4 0 SiO2 催化剂的活性越高 .采用一步法和二步法制备的Cs2 5H0 5PW1 2 O4 0 SiO2 催化剂均具有较强的酸性、催化活性以及良好的稳定性 ,可以替代液体酸和阳离子交换树脂 ,成为一种环境友好的固体酸催化剂     

纳米H_3PW_(12)O_(40)/SiO_2复合杂多酸催化合成乙酸正己酯

以纳米二氧化硅为载体,采用溶胶-凝胶法负载磷钨酸,以冰乙酸、正己醇为原料,纳米H3PW12O40/SiO2复合杂多酸为催化剂,考察原料配比、催化剂用量、反应时间、反应温度等因素对酯化反应的影响,同时也考察了催化剂循环使用的情况。实验表明,纳米H3PW12O40/SiO2复合杂多酸催化剂是合成乙酸正己酯的良好催化剂,其最优合成条件为:纳米H3PW12O40/SiO2复合杂多酸催化剂用量约为反应酸醇配料总质量的2.5%,酸醇配比为1∶1.4,反应时间1 h,反应温度130℃,产率达89.72%。     

吗啡啉离子液体磷钨酸盐的合成及其催化制备生物柴油

通过两步法合成了阴离子为磷钨酸根的两种离子液体杂多酸盐([C_3SO_3Hnhm]_3PW_(12)O_(40)和[Nbmm]_3PW_(12)O_(40))。采用~1HNMR、FTIR、元素分析和TGA对两种离子液体磷钨酸盐的结构、组成和热稳定性进行了测定;同时,对其溶解性和pH进行了测定。以大豆油和甲醇的酯交换反应为模型反应,考察了[C_3SO_3Hnhm]_3PW_(12)O_(40)的催化活性。结果表明:当n(甲醇)∶n(大豆油)=14∶1,[C_3SO_3Hnhm]_3PW_(12)O_(40)质量分数为大豆油和甲醇总质量的4%、反应时间6 h、反应温度100℃时,脂肪酸甲酯(生物柴油)的收率为94.90%。催化剂的重复性考察结果表明:该催化剂经回收、真空干燥后、重复使用6次,活性无明显降低。     

H3PW12O40/C催化合成三甘醇双丙烯酸酯的研究

研究了H3PW12O40／C体系对丙烯酸和三甘醇的催化酯化反应,通过对活化温度、共沸剂、催化剂的用量及酸醇摩尔比等因素的优化,酯化率可达91．7％,产品纯度大于98％,并且催化剂可以重复使用多次。     

H_3PW_(12)O_(40)/ZrO_2-WO_3催化合成己酸丙酯

以H3PW12O40/ZrO2-WO3为催化剂,己酸和正丙醇为原料合成了己酸丙酯。探讨了H3PW12-O40/ZrO2-WO3对酯化反应的催化活性,较系统地研究了酸醇的摩尔比、催化剂用量、带水剂用量、反应时间等因素对产物收率的影响。实验表明:H3PW12O40/ZrO2-WO3是合成己酸丙酯的良好催化剂;在n(正丙醇)∶n(己酸)=1.1∶1,催化剂用量占反应物总质量的0.5%,以环己烷为带水剂,用量6mL,反应时间75 min的条件下,己酸丙酯的收率可达64.6%。