生物质制备糠醛及其研究进展

随着化石资源的骤减,寻找能够转化为化学药品或能源替代品的可再生资源是亟待解决的重要课题。糠醛是一种重要的精细化工原料,具有广阔的应用前景。本文从原料、催化剂、溶剂体系等方面归纳总结了生物质制备糠醛的研究进展,并提出为了实现糠醛的高值化利用及生态环境效益,寻找一种经济、高效、环保的糠醛制备方法迫在眉睫。

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%。

WO_(3)/Nb_(2)O_(5)固体酸催化果糖制备5-羟甲基糠醛

采用浸渍法制备五氧化二铌(Nb_(2)O_(5))负载三氧化钨(WO_(3))固体酸催化剂,用XRD、EDS、TEM、NH3-TPD、Py-IR、BET、BJH对催化剂的结构、组分、形貌、酸性、比表面积及孔径等进行表征;并将其用于催化果糖转化为5-羟甲基糠醛(HMF)的反应,对WO_(3)负载量、反应时间、反应温度、催化剂用量等影响因素进行考察。结果表明,WO_(3)负载量对催化剂结构、酸性以及催化活性均有影响。WO_(3)负载量为5%~25%时,随着WO_(3)负载量的增加,WO_(3)分子从表面分散的非晶态转变为结晶态WO_(3),且Nb_(2)O_(5)上的WO_(3)产生更多的强酸位点,使催化剂的Brønsted酸含量增加,从而使果糖的转化率得到提高;但结晶WO_(3)却不利于HMF的生成。当WO_(3)的负载量为5%时,在催化剂加入量为100 mg,果糖1.2 g,水/仲丁醇(体积比2∶3)为溶剂,170℃条件下反应1 h,HMF选择性较高,为85.4%,收率可达49.6%。