雙功能多相催化劑制備及其在生物質(zhì)轉(zhuǎn)化中的應用.pdf

1、隨著化石燃料儲量的遞減和全球變暖問題的日益嚴重，環(huán)境污染和能源利用問題已經(jīng)成為人類關(guān)注的焦點，從可再生資源尤其是纖維素出發(fā)制備新型平臺化合物，引起越來越多的關(guān)注。5-羥甲基糠醛(HMF)是一種由生物質(zhì)轉(zhuǎn)化制備的具有廣泛應用的平臺化學物，以5-HMF為原料可以合成許多具有高附價值的化合物。因此研究從纖維素、葡萄糖和果糖出發(fā)制備5-HMF具有重要的意義。
　　首先以磺化樹脂為催化劑，研究了催化劑結(jié)構(gòu)對反應過程的影響機制?？疾炝朔磻獪囟?/p>

2、、反應時間、催化劑用量、不同溶劑對單糖轉(zhuǎn)化制備5-HMF產(chǎn)率的影響。反應溫度為140℃，SPSF催化果糖反應4小時，5-HMF的產(chǎn)率達到76.79％;SPSF催化葡萄糖反應4小時，5-HMF的產(chǎn)率達到51.76％。研究了SPSF的催化反應機制，SPSF催化下，葡萄糖在無水的體系中傾向于進行非異構(gòu)化歷程，而在水存在的條件下傾向于進行異構(gòu)化歷程;磺化聚苯硫醚是葡萄糖轉(zhuǎn)化制備5-羥甲基糠醛的有效催化劑，且葡萄糖在磺化聚苯硫醚催化下主要通過非異

3、構(gòu)化反應途徑合成5-HMF，在路易斯酸(-SO3H)和路易斯堿(S)的參與下，葡萄糖直接脫水生成5-HMF。
　　石墨烯為載體制備磺酸和硫醚雜化催化劑，用FT-IR、XRD、XPS和FSEM對催化劑基本結(jié)構(gòu)進行表征，表明本實驗中成功制備了雜化石墨烯。嫁接小分子磺化聚苯硫醚石墨烯催化葡萄糖和纖維二糖制備5-HMF產(chǎn)率達59.8％和66.70％，而催化纖維素制備5-HMF的產(chǎn)率達40.20％。G-SPPS催化纖維二糖制備5-HMF的產(chǎn)