環(huán)境友好催化劑作用下葡萄糖水解反應(yīng)行為研究.pdf

1、本文探索了取代液體酸催化葡萄糖水解生成LA的綠色工藝，在催化劑篩選的基礎(chǔ)上，深入研究了ZRP-5分子篩的結(jié)構(gòu)、孔徑、酸性、硅鋁比、催化劑穩(wěn)定性對(duì)產(chǎn)物的影響，并進(jìn)行了ZRP-5分子篩催化下葡萄糖水解動(dòng)力學(xué)研究。 研究了甲酸催化、液態(tài)水催化、ZRP-5分子篩催化水解生成LA的綠色工藝，分析并得到了葡萄糖水解基本產(chǎn)物。葡萄糖水解機(jī)理復(fù)雜、產(chǎn)物眾多，LA為反應(yīng)主產(chǎn)物，副產(chǎn)物有果糖、5-羥甲基糠醛(HMF)、呋喃甲醛、乳酸、甲酸等，除液相

2、產(chǎn)物外，還生成了大量的腐黑物。葡萄糖生成HMF對(duì)催化劑的要求并不高，而HMF進(jìn)一步水解生成LA則相對(duì)困難。ZRP-5分子篩催化葡萄糖水解生成LA與甲酸催化、液態(tài)水催化相比有明顯的優(yōu)勢(shì)。 研究了ZRP-5分子篩的結(jié)構(gòu)、孔徑、酸性、硅鋁比、催化劑穩(wěn)定性對(duì)產(chǎn)物的影響，ZRP-5分子篩對(duì)LA的選擇性較好，原因在于ZRP-5分子篩具有豐富的中孔，能夠?qū)崿F(xiàn)擇形催化，從而提高LA收率。隨著硅鋁比的降低，LA的收率增大，但硅鋁比過低，反而降低了

3、LA收率。ZRP-5分子篩穩(wěn)定性較好，使用后的ZRP-5分子篩仍具有規(guī)整的骨架結(jié)構(gòu)和大量的酸中心，對(duì)LA仍具有較高的選擇性。 研究了兩種不同硅鋁比ZRP-5分子篩催化下葡萄糖水解動(dòng)力學(xué)。ZRP-5分子篩催化葡萄糖水解反應(yīng)為一級(jí)反應(yīng)，硅鋁比20～25、30的ZRP-5催化下葡萄糖的水解表觀活化能分別為99.24kJ/mol，109.0kJ/mol。從中間產(chǎn)物HMF生成LA也為一級(jí)反應(yīng)，硅鋁比20～25、30的ZRP-5催化劑催化時(shí)