二氧化硫低温等离子法改性粉煤灰固体酸催化剂及其催化木糖制糠醛性能

采用绿色、高效的方法实现活性基团与载体的连接是非均相催化剂构建的关键。通过二氧化硫(SO₂)低温等离子技术在工业粉煤灰(CFA)表面进行含硫官能团的接枝改性，制备了固体酸催化剂CFA-HSO₃，并将其用于木糖降解制糠醛。采用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、全自动比表面积(BET)及孔径分析仪、有机元素分析仪(OEA)、X-射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)等手段对样品进行了表征，并通过优化反应条件提高了催化反应中糠醛的产率。结果表明，SO₂低温等离子改性后，样品表面成功接枝了含硫官能团，该方法还缩短了催化剂的制备时间。在水和4-甲基-2-戊酮(MIBK)体积比为1:3的双相溶剂体系中，加入0.6 g木糖、0.2 g NH4Cl和0.3 g催化剂，于190°C下反应20 min，糠醛的产率可以达到89.6%，相较于纯水体系提高了47.9%。此外，CFA-HSO₃还具有良好的催化稳定性和可回收使用性。采用的绿色高效的催化剂改性方式为糠醛的制备提供了一种新路径。