磷钨酸负载分子筛催化果糖制5-羟甲基糠醛的研究

以分子筛ZSM-5为载体、磷钨酸(TPA)为活性组分,采用浸渍法制备磷钨酸负载分子筛催化剂(TPA/ZSM-5),研究其对果糖脱水过程的影响,以实现5-羟甲基糠醛(5-HFM)绿色化、低成本制备。利用XRD、BET对催化剂的结构、比表面积、孔径、孔容进行表征,并考察了反应温度、反应时间、催化剂质量对5-羟甲基糠醛收率的影响。结果表明,TPA/ZSM-5具有较好的分散度及催化活性,当果糖质量为5 g、反应温度为140℃、反应时间为2 h、催化剂质量为0.5 g时,5-HFM的收率为77.62%。     

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。     

响应面法优化分子筛负载磷钨酸催化果糖脱水制5-羟甲基糠醛工艺

为探讨分子筛负载磷钨酸催化果糖脱水制备5-羟甲基糠醛(5-H MF)的最佳工艺条件,以5-HMF收率为响应值,反应温度、反应时间及催化剂用量为响应变量,运用响应面法的Box-Behnken实验确定了果糖脱水制备5-HMF的最佳工艺条件.结果表明最佳工艺条件为反应温度140.4℃、反应时间2.04 h、催化剂用量0.42...     

催化果糖脱水制备5-羟甲基糠醛的影响

果糖脱水降解为5-羟甲基糠醛是生物质资源综合利用的研究热点。以AlCl₃为催化剂,考察反应条件对果糖脱水制备5-羟甲基糠醛的影响,重点研究不同无机酸对AlCl₃催化果糖降解生成5-羟甲基糠醛反应的影响。以AlCl₃和无机酸为共催化剂,考察在不同溶剂（1,4-二氧六环、N,N-二甲基甲酰胺、2-甲基亚砜）、反应温度和硫酸与磷酸质量比（1∶2、2∶3、3∶2、2∶1）条件下对果糖脱水降解制5-羟甲基糠醛的影响。结果表明,以温和的N,N-二甲基甲酰胺为溶剂,在反应温度120 ℃、AlCl₃用量为7.5 mmol、硫酸为20 mmol·L^-1和磷酸为30 mmol·L^-1共催化剂条件下,5-羟甲基糠醛收率达92.1%。     

金属离子改性分子筛催化葡萄糖生成5-羟甲基糠醛

在[EMIM]Br离子液体系中,研究了不同金属离子改性的分子筛及CrCl3改性的不同结构分子筛催化葡萄糖制5-羟甲基糠醛(HMF)的反应性能,发现Cr-Beta分子筛催化性能最佳.考察了反应温度、反应时间、催化剂用量等因素对HMF收率的影响.结果表明在反应温度130℃、时间为60 min、m(离子液):m(葡萄糖):m(催化剂)=50:5:1(质量比)的条件下,HMF的收率可以达到35%以上.     

5-羟甲基糠醛合成的初步研究

5-羟甲基糠醛是一种重要的生物基材料单体,具有非常广泛的应用价值。以果糖为原料制备5-羟甲基糠醛,考查了反应时间和反应温度对产品收率的影响,并对反应结果进行了讨论。     

糖类脱水生成5-羟甲基糠醛的研究进展

概括了利用生物质资源制备5-羟甲基糠醛的理论依据和现实意义;综述了5-羟甲基糠醛的制备方法及研究进展,重点讨论了制备过程中所用催化剂的发展。     

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%.     

竹材催化转化制备5-羟甲基糠醛的研究进展

5-羟甲基糠醛(HMF)是一种重要的平台化合物,是制取生物液体燃料和其它许多重要精细化工品的前驱体,由生物质制备HMF是生物质资源综合利用的研究热点之一。竹子具有生长快、成材周期短、产量高、一次种植即可连年持续利用的优点,而且竹材中含有大量的纤维素,纤维素水解可以转化得到葡萄糖,而葡萄糖经脱水反应可以制备HMF。因此,以竹材为原料催化转化制备HMF具有原料资源丰富和技术路线绿色可行的优势。为了实现竹材到HMF的高效转化,催化体系的设计和选择是关键因素。本文对近年来利用竹材催化转化制备HMF的研究进行了综述,主要从竹材的原料组成及特性出发,首先对竹材的化学组成和微观结构进行分析,再进一步阐述催化转化机理。特别是对均相催化剂、非均相催化剂和其他催化剂等不同催化剂类型对催化竹材转化制备HMF的影响机制进行了详细分析,同时也对溶剂体系的选择进行了探讨。最后,结合发展趋势,指出了其未来发展方向,为竹材制备HMF技术的发展与工业应用探索提供建设性意见。     

固体酸WO3/ZrO2催化果糖脱水合成5-羟甲基糠醛

用共沉淀-热回流处理法制备了系列WO3/ZrO2固体酸催化剂,通过调节W与Zr的摩尔比优化其对果糖脱水制备5-羟甲基糠醛(5-HMF)的催化活性。利用X射线衍射(XRD)、N2吸脱附、氨气程序升温脱附(NH3-TPD)对材料的结构和酸性质进行了表征,并在以二甲基亚砜(DMSO)为溶剂、果糖为原料的催化体系中,考察催化剂的用量、反应时间、反应温度等对5-HMF收率的影响。研究发现,热回流处理大大增加了样品的比表面积,增强了样品的酸强度,当n(W)∶n(Zr)=0.1∶1时,样品比表面积最大,催化活性最好,以其为催化剂,在130℃下反应3 h条件下,5-HMF收率最高可达80.29%。     

固体酸催化果糖合成5-羟甲基糠醛研究进展

5-羟甲基糠醛(5-HMF)是美国能源部认定的来源于生物质的重要平台化合物之一。研究表明5-HMF可通过催化葡萄糖和果糖水解制备,但与葡萄糖相比,果糖具有转化效率高等优点,被认为更适合转化合成平台化合物。固体酸作为催化剂因具有产物易分离、回收和不腐蚀设备等优点,近年来被广泛应用于催化领域。主要就近年来固体酸催化果糖合成5-HMF方面的研究进展加以综述,重点概述了固体酸催化果糖制备5-HMF机理,种类及催化性能,并对其未来的发展前景进行了展望。     

固体酸催化果糖合成5-羟甲基糠醛研究进展

5-羟甲基糠醛(5-HMF)是美国能源部认定的来源于生物质的重要平台化合物之一。研究表明5-HMF可通过催化葡萄糖和果糖水解制备,但与葡萄糖相比,果糖具有转化效率高等优点,被认为更适合转化合成平台化合物。固体酸作为催化剂因具有产物易分离、回收和不腐蚀设备等优点,近年来被广泛应用于催化领域。主要就近年来固体酸催化果糖合成5-HMF方面的研究进展加以综述,重点概述了固体酸催化果糖制备5-HMF机理,种类及催化性能,并对其未来的发展前景进行了展望。     

离子液体中果糖脱水制5-羟甲基糠醛

以阳离子相同(1-丁基、3-甲基咪唑、[Bmim] )、阴离子不同(Cl-、Br-、[CF3COO]-、[BF4]-、[H2SO4]-和[H2PO4]-)的6种离子液体为溶剂和催化剂,研究反应时间(15～180 min)、反应温度(80～120℃)和离子液体种类对果糖脱水制5-羟甲基糠醛(5-HMF)过程的影响.结果表明,随着时间延长和温度升高,果糖转化率和5-HNF产率增大,但是长时间和高温会降低反应选择性;L酸性的离子液体比B酸性的有利于催化果糖脱水,Cl-离子的存在可抑制分子间缩聚,提高反应选择性.以[Bmim]Cl离子液体为溶剂和催化剂,在120℃和120min条件下,果糖转化率达94.4%,5-HNF产率为70.8%.     

低温条件下氯化铌催化果糖有效转化制5-羟甲基糠醛

以金属氯化物为催化剂研究了果糖在低温条件下转化制5-羟甲基糠醛(5-HMF),筛选出适合的催化剂,考察了催化剂用量、果糖加入量、共催化剂、共溶剂、反应温度与反应时间等因素的影响,探究了可能的反应机理。结果表明,以30mg果糖为原料,NbCl₅为催化剂,用量为果糖摩尔量的15%,500μL二甲基亚砜为溶剂,在50℃下反应240min,果糖转化率和5-HMF收率分别可达97%和75%。NbCl₅可能通过Br nsted酸与Lewis酸协同作用催化反应,其主要与果糖端位的羟基和羰基部分作用。该反应体系也适用于菊糖在低温条件下转化制5-HMF。     

葡萄糖脱水制备5-羟甲基糠醛的研究

研究了Br（o）nsted-Lewis复合催化体系催化葡萄糖脱水制备5-羟甲基糠醛,详细考察了溶剂种类和用量、催化体系种类和用量、反应时间和反应温度等因素对5-羟甲基糠醛收率的影响,得到最佳工艺条件：葡萄糖2.0g,复合催化体系HCl-CrCl3[m（HCl）∶m（CrCl3·6H2O）=5∶1]0.6 g,正丁醇20 mL,反应时间15 min,反应温度200℃.在该反应条件下,5-羟甲基糠醛的收率达42.5％.结果表明,同单酸型的催化剂相比,复合催化体系更有利于葡萄糖脱水制备5-羟甲基糠醛.     

分子筛催化葡萄糖转化制5-羟甲基糠醛综合实验设计

生物质转化利用是实现“双碳”目标的主要途径之一,基于生物质催化转化的研究热点和教师的科研成果,设计了分子筛催化葡萄糖转化制5-羟甲基糠醛的综合实验。实验探讨了三种典型分子筛的酸性质和孔道结构在催化葡萄糖转化制5-羟甲基糠醛过程中的作用规律,研究了USY分子筛的工艺条件、重复使用性及失活原因,为生物质转化制含氧燃料和化学品的应用奠定了基础。实验内容与所学工业催化课程理论知识紧密契合,另外还需要学生综合运用物理化学、有机化学、仪器分析和波谱学等课程基础理论知识去探究分析,改变了工业催化课程传统的讲授为主的教学模式,有助于激发学生学习兴趣,培养学生的科研素养和创新能力,提高学生解决实际问题的能力。     

Au/ZnO催化5-羟甲基糠醛的氧化反应研究

生物质作为一种重要的可再生能源,且可以被转化为多种高附加值化学品和液体燃料,受到众多科研人员的关注。其中,5-羟甲基糠醛(HMF)作为生物质原料与高附加值化学品之间的重要桥梁,被美国能源部认定为十二大高值生物质基平台化合物之一,其催化转化研究已成为当前的研究热点。本研究通过合成不同尺寸的ZnO催化剂载体,并在其表面负载金属Au,得到了不同尺寸的Au/ZnO催化剂。利用XRD和TEM等表征方法,对制备的Au/ZnO系列催化剂进行了物性分析,并评价其对HMF催化氧化反应中的性能。研究结果表明,ZnO载体尺寸大小、Na₂CO₃浓度和HMF的浓度等因素均能够影响HMF的氧化反应效率。     

超声强化果糖催化水解制备五羟甲基糠醛及其动力学研究

以果糖为原料,二甲基亚砜为溶剂,接枝铝的SBA-15分子筛为催化剂,采用超声强化催化果糖脱水制备5-羟甲基糠醛(5-HMF)。研究了超声功率、反应时间、催化剂硅铝摩尔比和催化剂用量对5-HMF合成的影响,并对这个反应的动力学进行了研究。结果表明,合适的反应条件是：0.3 g果糖,超声功率800 W,反应时间3 h,催化剂硅铝摩尔比为10,催化剂用量0.03 g。在此条件下,5-HMF产率为46.2%。动力学实验表明,超声能加快果糖脱水转化5-HMF的反应速率,并降低该反应的活化能,反应过程符合一级反应动力学方程。