水相和无溶剂体系中生物质基乙酰丙酸制备γ-戊内酯的研究进展

γ-戊内酯(GVL)是一种颇具应用潜力的生物质基平台化合物,可通过乙酰丙酸(LA)催化加氢的方式合成.目前,研究者已针对不同的溶剂体系开发出多种催化剂用于LA选择性加氢还原制备GVL.其中,水相和无溶剂体系中催化LA加氢是绿色经济的GVL合成途径,但上述体系对催化剂的水热稳定性和耐酸稳定性具有非常高的要求.该文着重对近年来在水相和无溶剂体系中催化LA加氢合成GVL的进展进行了归纳总结.此外,还分析了不同催化体系中LA加氢合成GVL的优劣势.最后,对水相和无溶剂体系由LA制备GVL提出了建议.     

水相和无溶剂体系中生物质基乙酰丙酸制备γ-戊内酯的研究进展

γ-戊内酯（γ-valerolactone, GVL）,是一种颇具应用潜力的生物质基平台化合物,其可通过乙酰丙酸（Levulinic acid,LA）催化加氢的方式合成。目前,研究者已针对不同的溶剂体系开发出多种催化剂用于LA选择性加氢还原制备GVL。其中,水相和无溶剂体系中催化LA加氢是最绿色经济的GVL合成途径,但上述体系对催化剂的水热稳定性和耐酸稳定性具有非常高的要求。本文着重对近年来在水相和无溶剂体系中催化LA加氢合成GVL的进展进行了归纳总结。此外,本文还分析了不同催化体系中LA加氢合成GVL的优劣势,以期为开发高效经济的GVL合成体系提供一些有益的思考与指导。     

非贵金属催化剂催化乙酰丙酸加氢制γ-戊内酯的研究进展

γ-戊内酯(GVL)是乙酰丙酸(LA)衍生物,可用作精细化工、食品添加剂的中间体,由于GVL具有独特的性质,如高沸点(207℃)、不易挥发、高能量密度、稳定性好等优点而被广泛应用,如作为绿色溶剂、绿色燃料、燃料添加剂、绿色聚合物、树脂等。通过将生物质资源转化为高附加值化学产品已成为国内外学者的研究热点,本文综述了非贵金属催化剂催化乙酰丙酸加氢制γ-戊内酯的研究进展。     

Ni-Al复合催化剂催化乙酰丙酸加氢制备γ-戊内酯

通过尿素水解法合成了一系列Ni-Al复合催化剂,并首次应用于乙酰丙酸(LA)加氢反应,能够实现在1,4-二氧六环体系中以温和条件下高效催化LA转化为高价值生物质基平台化合物γ-戊内酯(γ-valerolactone, GVL)。采用XRD, H2-TPR,SEM,XPS等方法对催化剂进行了表征,结果显示,Ni/Al2O3催化剂的高催化活性主要来自于Ni0金属位点以及单质Ni和Al2O3的相互作用。不同的Ni/Al比例直接影响金属Ni颗粒的粒径大小和分布,较大的或较小Ni/Al比例均会降低催化剂的活性。当Ni/Al为2,且在140℃,3 MPa H2,2 h的条件时,催化LA加氢转化为GVL的反应可达到100%的GVL产率。     

Cu/Al_2O_3-ZrO_2催化乙酰丙酸加氢生成γ-戊内酯反应性能

采用共沉淀法制备了Cu/Al_2O_3-ZrO_2催化剂,考察了其催化乙酰丙酸选择性加氢生成γ-戊内酯性能,并用透射电子显微镜、X射线粉末衍射对催化剂的结构进行了表征。结果表明,当Al_2O_3/(Al_2O_3+ZrO_2)=0. 05(质量比)时,Cu/Al_2O_3-ZrO_2催化乙酰丙酸加氢制γ-戊内酯具有较好的性能,在200℃、3. 0 MPa氢气条件下反应120 min,乙酰丙酸100%转化为γ-戊内酯。     

乙酰丙酸乙酯加氢制备γ-戊内酯研究进展

戊内酯可用于食品添加剂、精细化学品生产过程的中间体,同时因其较高的热值和能量密度,可以用于汽油、柴油或生物柴油燃料的混合剂。通过资源丰富的可再生能源乙酰丙酸乙酯催化加氢合成γ-戊内酯受到国内外广泛关注,本文综述了乙酰丙酸乙酯加氢制备γ-戊内酯的研究迚展。     

Cu/Al_2O_3-ZrO_2催化乙酰丙酸加氢生成γ-戊内酯反应性能

采用共沉淀法制备了Cu/Al_2O_3-ZrO_2催化剂,考察了其催化乙酰丙酸选择性加氢生成γ-戊内酯性能,并用透射电子显微镜、X射线粉末衍射对催化剂的结构进行了表征。结果表明,当Al_2O_3/(Al_2O_3+ZrO_2)=0. 05(质量比)时,Cu/Al_2O_3-ZrO_2催化乙酰丙酸加氢制γ-戊内酯具有较好的性能,在200℃、3. 0 MPa氢气条件下反应120 min,乙酰丙酸100%转化为γ-戊内酯。     

生物质转化制备重要平台化合物γ-戊内酯的研究进展

将自然界数量巨大且价廉易得的可再生资源生物质转化为高附加值的平台化合物是生物质资源综合利用领域的研究热点。生物质基γ-戊内酯即是一种重要的平台化合物,可由生物质经水解、加氢、脱水得到。本文就近年来由生物质及其衍生物乙酰丙酸制备γ-戊内酯的研究进展进行了综述,对所用的催化剂和反应体系进行了总结,以期寻求一种高效、经济的γ-戊内酯合成路径。     

复合氧化物负载杂多酸催化剂上乙酰丙酸加氢性能

采用浸渍法制备了铜锌铁复合氧化物负载硅钨酸催化剂,用XRD,BET以及SEM等手段表征了催化剂的物化性质,并考察了催化剂催化乙酰丙酸(LA)加氢的性能。结果表明,硅钨酸的加入可以明显提升催化剂在LA加氢反应中的活性。其中以Cu Zn Fe-30SiW为催化剂,水为溶剂,在反应温度180℃,反应时间6 h,初始氢气压力4 MPa的条件下,LA的转化率超过95%,γ-戊内酯的收率达到85%以上。     

半纤维素及其衍生物转化为γ-戊内酯及其动力学研究进展

半纤维素是木质生物质资源的三大主要组分之一,经化学、生物的方法转化为糠醛（FAL）、糠醇（FOL）、乙酰丙酸（LA）和γ-戊内酯（GVL）等高附加值化合物可实现含碳可再生资源高值化利用,对发展可再生生物能源具有重要意义。本文从催化剂、氢源和溶剂的角度综述了国内外半纤维素、FAL和FOL直接转化为GVL的研究进展,归纳了串联反应中木糖合成FAL及FAL合成GVL的典型动力学模型。Br?nsted/Lewis酸位点可调的双功能酸催化剂如金属改性的分子筛,是催化半纤维素及其衍生物转移加氢合成GVL的高效催化剂,文中指出酸性位点调控的策略和机制是催化剂研究的关键问题;开发多金属协同、酸碱协同的多功能催化剂是创新催化体系的方向。     

Ni/ZrO_2-SiO_2催化剂催化乙酰丙酸加氢合成γ-戊内酯

分别以ZrO_2、SiO_2及ZrO_2-SiO_2复合氧化物为载体,采用等体积浸渍法制备了Ni含量为10%(质量分数)的催化剂,考察了其催化乙酰丙酸液相加氢性能。采用N2-物理吸附、NH3-TPD、H2-TPR、XRD、TEM等表征手段对催化剂进行了表征。研究结果表明,在所制备的催化剂上,乙酰丙酸先经C=O加氢生成4-羟基戊酸,后者快速脱水酯化为γ-戊内酯。Ni/ZrO_2-SiO_2催化剂较Ni/ZrO_2与Ni/SiO_2催化剂具有高的金属分散度和丰富的表面酸性中心,表现出高的C=O加氢活性以及优异的乙酰丙酸加氢合成γ-戊内酯性能。在反应温度为200℃,氢气压力4 MPa的反应条件下,乙酰丙酸的转化率达到100%,γ-戊内酯的选择性大于99.9%。     

糠醛直接合成γ-戊内酯的研究进展

综述近年来由糠醛催化加氢制备γ-戊内酯的研究进展,讨论外部加氢和转移加氢两种催化加氢方式的金属催化剂.外部加氢方面,主要总结了以2-丙醇、2-丁醇为供氢体,采用ZSM-5催化剂、Sn-Al-Beta沸石催化剂、改性β分子筛和负载型β分子筛催化剂催化糠醛转化制备γ-戊内酯;转移加氢方面,主要以MFI分子筛负载硅铝酸盐催化剂、Zr-Al-beta催化剂、ZrPO-X催化剂等为例总结了糠醛直接转换合成γ-戊内酯.糠醛催化加氢直接制备γ-戊内酯的方法,不仅可以充分利用糠醛生产高附加值下游产品,也为γ-戊内酯生产创造一条新路径.     

钴-桔皮炭氢转移催化剂的制备及其催化加氢性能研究

以生物质废弃物桔皮为原料,先热解制备桔皮炭材料,然后以桔皮炭为载体采用一步液相还原法制备钴-桔皮炭(Co-桔皮炭)催化剂,并将其应用于乙酰丙酸乙酯(EL)转化制备γ-戊内酯(GVL)反应.采用SEM、XRD、FT-IR、TG等技术对催化剂进行表征,结果显示:钴粒子均匀分布在炭载体表面,粒径约为0.1 ～2 μm,桔皮炭...     

生物质平台分子制备γ-戊内酯的研究进展

综述了近年来以生物质平台分子乙酰丙酸(酯)和糠醛为原料制取γ-戊内酯的研究工作。详细讨论了各种类型的催化剂对反应性能的影响,并对相关催化机理进行了分析和归纳;最后对生物质平台分子催化转化制取γ-戊内酯的发展前景进行了展望。     

一种乙酰丙酸及其酯类转移加氢制备γ-戊内酯的方法

正一种乙酰丙酸及其酯类转移加氢制备γ-戊内酯的方法,涉及γ-戊内酯。在反应底物中加入有机醇,将所得的醇溶液作为原料液置于高压反应釜中,加入金属氧化物催化剂加热反应,即得目标产物γ-戊内酯。使用醇同时作为氢供体和反应媒介,不需要外     

制备方法对Ni-Al_2O_3催化剂乙酰丙酸加氢性能的影响

分别采用浸渍法、沉积-沉淀法和共沉淀法制备了Ni-Al_2O_3催化剂,采用H2-TPR/TPD、XRD、NH3-TPD等对催化剂进行表征,并研究其催化乙酰丙酸加氢性能。结果表明,共沉淀法制备的催化剂中存在强的金属-载体相互作用、活性金属分散度高以及丰富的酸性中心。该催化剂表现出优异的催化乙酰丙酸加氢合成%-戊内酯性能以及高的使用稳定性。在160℃和4 MPa氢气压力反应条件下,乙酰丙酸转化率与%-戊内酯选择性可分别达85.0%和78.0%,催化剂循环使用3次时活性仍基本保持恒定。     

Ni/ZrO_2催化乙酰丙酸加氢制备γ-戊内酯

以Ni/ZrO_2为催化剂催化乙酰丙酸加氢制备γ-戊内酯,制备了5种不同Ni含量的Ni/ZrO_2催化剂,采用氮气物理吸附、X射线衍射和透射电镜等对催化剂进行表征,并考察了催化剂的Ni含量、反应温度、反应时间、氢气压力和反应溶剂等条件对加氢催化活性的影响。结果表明:随着Ni含量的增加,乙酰丙酸的转化率也相应增加,Ni的质量分数为50%的Ni/ZrO_2催化剂的乙酰丙酸转化率最高,Ni的质量分数为30%的Ni/ZrO_2催化剂中单位Ni的比活性(TO_F)最高;提高反应温度可加快反应速率;溶剂二氧六环比水更能促进反应的进行;而Ni含量及不同的反应条件对反应的选择性均没有显著的影响。在二氧六环中,温度200℃,氢压5MPa下,反应9h得到最高的乙酰丙酸转化率及γ-戊内酯收率,分别为99.1%和91.6%。     

沉积-沉淀体系pH值对Ag-ZrO2-石墨烯催化剂性能的影响

沉积-沉淀法是合成催化剂的重要方法。结合TEM、XRD和ICP表征技术,研究了沉淀体系的pH值变化情况对以Ag为加氢活性组分、以ZrO_2为载体、以氧化石墨烯(GO)为结构助剂的催化剂结构和性能的影响规律。ICP分析结果显示,在Ag~+,Zr~(4+)和GO共存的沉淀体系,随着pH值增加先沉淀Zr~(4+)(从pH=2开始,到pH=5结束),后沉淀Ag~+(从pH=5开始,到pH=12结束)。当采用逐渐增加沉淀体系pH值(从1到12)方法时,Zr~(4+)和Ag~+依次沉积在GO表面,所合成的催化剂获得大比表面积,Ag和Zr组分互相掺杂、高度分散,在催化乙酰丙酸(LA)加氢制备γ-戊内酯(GVL)反应中获得很高转化率。而当采用沉淀体系pH值恒定在12的方法,大量的Zr~(4+)和Ag~+快速沉淀,形成大颗粒,且没有充分附着在GO表面,所制备的催化剂比表面积小,LA转化率低。研究结果表明,沉淀体系pH值变化规律对催化剂的形貌和催化性能有重要影响。     

纤维素选择性催化转化为重要平台化合物的研究进展

纤维素是自然界中最丰富的植物生物质组分,拓宽纤维素的利用对于减少化石资源使用和可持续发展非常重要。本文综述了以纤维素为原料,通过化学催化转化得到平台化合物葡萄糖、羟甲基糠醛、乙酰丙酸、多元醇的方法,包括离子液体催化、固体酸催化和贵金属催化加氢等,以及上述平台化合物后续转化的途径。如羟甲基糠醛的氧化与还原,乙酰丙酸制备γ-戊内酯、烃、1,4-戊二醇和甲基四氢呋喃,以及多元醇催化重整制备液体燃料。提出纤维素催化制备平台化合物的研究成果将为可再生资源替代化石资源的可持续发展提供有力的理论支持和实践指导。     

顺酐加氢制备γ-丁内酯催化剂研究进展

概述了Cu系、Ni系、Pd系及Ru系催化剂在顺酐加氢制备γ-丁内酯反应中的应用,并介绍了顺酐加氢制备γ-丁内酯催化剂的最新研究成果,以期对顺酐加氢制备γ-丁内酯反应有较深入的了解.