平台化合物乙酰丙酸酯的合成研究进展

生物质被认为是世界上最丰富的可再生资源,对其进行高值化利用有助于绿色能源发展。生物质可高效转化为生物质基平台化合物——乙酰丙酸酯,并进一步制备高附加值化学品。本文详细介绍了传统的乙酰丙酸酯化法及生物质直接催化醇解法、糠醇醇解法制备乙酰丙酸酯的最新研究进展,指出催化剂的性能、反应原料、反应物物质的量比、反应时间和温度等都是影响反应的重要参数。详细综述了液体酸催化剂、固体酸催化剂、混酸催化剂及金属盐催化剂等不同体系催化制备乙酰丙酸酯的最新研究进展。总结比较了3种制备方法的优势和不足,并根据现有转化方法中仍存在着的原料的选择和预处理、反应过程复杂且副产物难控制以及催化剂成本较高、催化效率低、腐蚀设备、难回收等问题,对未来研究方向提出展望。     

石墨烯基催化剂用于生物质转化的研究进展

在介绍石墨烯基催化剂的结构和性质的基础上,重点综述了石墨烯基催化剂在催化生物质转化为高附加值化学品方面的最新研究进展,并展望了其在Pickering乳液界面催化体系中的应用前景。     

1,2-二氯乙烷催化制氯乙烯的研究进展

综述了国内外催化制氯乙烯的最新研究进展,介绍了一系列催化剂包括金属氯化物及氧化物、碳基材料、离子液体等,以及1,2-二氯乙烷和乙炔的耦合催化体系。同时总结了这些催化剂的优缺点,并且根据最新的研究成果对未来该体系催化剂的开发方向进行了展望。     

离子液体介质中纤维素资源转化研究进展

木质纤维素是地球上最丰富的可再生有机碳资源,将其高效转化为化学品或燃料,对缓解全球能源危机和解决环境污染问题具有重要意义。离子液体因对木质纤维素具有独特的溶解性能,近年来作为新型溶剂在生物质转化中获得广泛应用。综述了离子液体用于木质纤维素预处理及化学转化的最新研究进展,包括纤维素溶解、木质纤维素组分分离、纤维素水解制葡萄糖、六碳糖及纤维素催化转化制5-羟甲基糠醛以及碳水化合物的其他转化途径等,同时对基于离子液体平台的生物质转化技术存在的挑战、未来发展趋势及工业化前景进行了展望。     

1,2-二氯乙烷催化制氯乙烯的研究进展

综述了国内外催化制氯乙烯的最新研究进展,介绍了一系列催化剂包括金属氯化物及氧化物、碳基材料、离子液体等,以及1,2-二氯乙烷和乙炔的耦合催化体系。同时总结了这些催化剂的优缺点,并且根据最新的研究成果对未来该体系催化剂的开发方向进行了展望。     

石墨烯基材料在生物质催化转化中的应用

阐述了石墨烯基材料在生物质催化转化为重要化工中间体中的应用研究进展。介绍了石墨烯及其衍生物的结构特征,总结了石墨烯基材料直接作为催化剂和作为载体负载磺酸基、单金属、双金属及金属有机骨架材料在催化生物质转化为高附加值化学品的具体应用与催化反应机理。     

绿色化引领下的催化氢解方法

催化氢解技术是化学化工中常用的物质转化手段.综述了在绿色化背景下,催化氢解技术在有机合成、生物质利用转化为化学品和燃料、环境危害化学品的转化以及控制污染和高分子降解方面的应用,高效的催化剂或催化体系设计开发是今后的研究重点.     

生物质微波热解制备液体燃料和化学品的研究进展

微波热解是一种高效的生物质转化利用技术,具有独特的热效应和非热效应,可将生物质转化为液体燃料和化学品,能有效缓解能源压力,减少环境污染。本文着重探讨了生物质原料特性、微波吸收剂、催化剂对生物质微波热解制备高品质液体燃料和化学品的影响。原料特性的影响主要从生物质的水分含量、灰分含量和有效氢碳比三方面展开论述,催化剂包括金属盐、金属氧化物、ZSM-5、微波驱动型催化剂以及其他一些催化剂,如HY、MCM-41和碳基催化剂等。简述了生物质的微波热解特性、液体燃料的组成以及转化机理,并对现存的热解机理复杂、产物复杂不稳定、目标产物选择性差、催化剂易结焦失活、重复性差等问题进行了分析,展望了未来的发展方向,以期为生物质的高效转化利用提供依据。     

糠醛液相催化加氢制糠醇金属催化剂的研究进展

糠醛催化加氢是将糠醛转化为生物燃料、医药农药中间体等精细化学品的最常用的反应之一,如糠醇、2-甲基四氢呋喃、内酯、乙酰丙酸盐、环戊酮等皆由糠醛催化加氢制取.当前糠醛催化加氢的过程主要有液相、气相以及催化转移加氢等.综述了近年来糠醛液相催化加氢制备糠醇的不同金属基催化剂的研究进展.从不同过渡金属和贵金属作为催化活性中心制备的单金属及双金属催化剂着手,讨论了部分金属基催化剂用于糠醛液相催化加氢制糠醇反应过程的催化性能.     

生物质碳基电解水催化剂定向构筑研究进展

生物质碳具有廉价易得、环境友好以及物化结构可调控的优点,是负载过渡金属的良好基底,在电解水方面应用前景广阔。碳基底的比表面积、孔隙分布等物化结构直接影响了催化活性位点的利用以及电解液离子扩散,是发挥过渡金属电解水催化潜力、决定催化剂性能的关键。介绍了不同生物质的热解机理,对高温热解法、水热碳化法以及微波热解法等生物质碳常见制备方法进行了归纳,并比较不同制备方法优缺点。总结了物理法、化学法及模板法等生物质碳物化结构定向调控策略,探讨了不同调控策略对生物质碳比表面积、孔容、平均孔径等物理化学性质的影响。归纳了杂原子掺杂及金属活性组分负载等常见生物质碳基电解水催化剂构筑策略,并对其在析氧反应、析氢反应、双功能催化及杂化电解水等方面的研究现状进行总结,详细阐述了其在电解水方面取得的进展。最后对生物质碳基电解水催化剂在微介孔比例调控、导电性提升、亲水性提升以及催化剂成型处理等方面面临的挑战进行了展望。     

碱土金属氧化物基催化剂催化热解生物质研究进展

快速热解是生物质高效转化利用的重要方法之一,然而其目标产物生物油因含氧量高、组分复杂等不足而难以直接利用。通过在热解体系中引入碱土金属氧化物基催化剂,可以将热解产物中的氧元素以CO₂和H₂O等方式脱除,从而实现生物油品质的提升。总结了典型碱土金属氧化物基催化剂对生物质催化热解过程中发生的酮基化、羟醛缩合、开环和侧链断裂反应及机理,讨论了催化剂类型（CaO、MgO、基于碱土金属氧化物的分子筛和活性炭等）、生物质原料、温度、催化剂用量、停留时间、催化方式、催化剂失活等因素对生物油产率与品质的影响,并对生物质催化热解制备高品质生物油及其应用进行了展望。     

过渡金属催化5-羟甲基糠醛合成2,5-呋喃二甲酸研究进展

随着绿色合成理念的不断提升,以具有高催化活性、高稳定性及价格低廉等优势的过渡金属催化剂代替强氧化剂和贵金属催化剂催化氧化5-羟甲基糠醛(HMF)制备精细化学品,逐渐成为研究者关注的焦点。本文综述了近年来廉价过渡金属基催化剂用于催化HMF氧化制备2,5-呋喃二甲酸(FDCA)的相关研究,对该领域的最新研究进行了叙述,重点介绍了锰基、铜基、铁/钴基、镍基及其他催化体系在HMF氧化反应中的应用,主要包括锰基金属氧化物、CuCl_(2)催化体系、Fe_(3)O_(4)-CoO_(x)的磁性催化体系等。此外,在介绍上述催化剂的基础上,还对廉价过渡金属基催化剂催化HMF氧化制备FDCA的发展前景进行了展望。     

Recent advances in the catalytic pyrolysis of biomass

Biomass is considered as a renewable and alternative resource for the production of fuels and chemicals, since it is the only carbon and hydrogen containing resource that we can find in the world except for fossil resources, capable of being converted to hydrocarbons. The pyrolytic liquefaction of biomass is a promising way to convert biomass to useful products. This paper briefly surveys the present status of the direct catalytic pyrolysis for the liquefaction of biomass. The direct use of catalysts could decrease the pyrolysis temperature, increase the conversion of biomass and the yield of bio-oil, and change the distribution of the pyrolytic liquid products then improve the quality of the bio-oil obtained. The fact that biomass is in solid state present great challenges for its conversion and for the effective use of catalysts due to the bad heat transfer characteristics and bad mass transfer properties. These barriers appeal for the development of a new catalyst and new catalytic process as well as the integration of both. Process design and process intensification are of significant importance in the catalytic conversion of biomass.     

锆/铪基催化剂催化转移加氢反应的研究进展

催化转化是可再生生物质资源利用的重要途径,高效催化剂的构建是生物质及其衍生物催化转化的关键环节.生物质衍生羰基类化合物加氢转化为醇或酯类化合物是生物质催化转化利用过程中重要的反应步骤.由于氢转移加氢反应过程具有反应条件温和的优点,因此非均相氢转移加氢催化剂在羰基类生物质平台分子转化中得到广泛应用.过渡金属锆、铪是常用的...     

Experimental comparison of biomass chars with other catalysts for tar reduction

In this paper the potential of using biomass char as a catalyst for tar reduction is discussed. Biomass char is compared with other known catalysts used for tar conversion. Model tar compounds, phenol and naphthalene, were used to test char and other catalysts. Tests were carried out in a fixed bed tubular reactor at a temperature range of 700–900 °C under atmospheric pressure and a gas residence time in the empty catalyst bed of 0.3 s. Biomass chars are compared with calcined dolomite, olivine, used fluid catalytic cracking (FCC) catalyst, biomass ash and commercial nickel catalyst. The conversion of naphthalene and phenol over these catalysts was carried out in the atmosphere of CO₂ and steam. At 900 °C, the conversion of phenol was dominated by thermal cracking whereas naphthalene conversion was dominated by catalytic conversion. Biomass chars gave the highest naphthalene conversion among the low cost catalysts used for tar removal. Further, biomass char is produced continuously during the gasification process, while the other catalysts undergo deactivation. A simple first order kinetic model is used to describe the naphthalene conversion with biomass char.     

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。     

纳米材料在纤维素催化转化中的应用

为了减少当今世界对化石燃料资源的依赖,制备新型的催化剂进行纤维素高效降解具有重要意义。纳米材料具有独特的晶体结构及表面特性,其催化活性和选择性远远高于传统催化剂,目前已经被国内外作为第四代催化剂进行研究和开发。纳米粒子、纳米金属氧化物、负载型纳米催化剂以及磁性纳米固体酸催化剂等在纤维素催化转化方面具有潜在的应用前景。     

生物质液体燃料2,5-二甲基呋喃的催化合成进展

2,5-二甲基呋喃（DMF）是一种可替代化石能源的新型液体生物质燃料,对于缓解当今能源危机具有重要意义。鉴于其优良的性质和广阔的应用前景,以生物质资源为原料通过绿色、经济的方法制备DMF逐渐成为科学研究的热点。本文归纳和总结了近年来国内外由生物质糖类化合物出发制备DMF的一些催化技术研究新进展,着重从活性中心和载体的构效关系出发对比了不同金属催化剂的催化效果,讨论了影响多相反应体系的关键因素,分析了不同反应路线和制备方法。对进一步研究和开发从生物质糖类化合物“一锅法”转化成DMF的催化新技术提出了一些建议和展望,为探索高效、经济、绿色、可持续的DMF合成途径提供科学依据和创新思路,促进生物质制DMF的工业技术发展。     

氯化氢氧化所用催化剂的研究进展

介绍了氯化氢转化成氯气的基本工艺方法,并从催化氧化法所用金属基催化剂出发,对反应过程中催化剂的稳定性进行总结,并对催化剂的未来发展方向做了展望。