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相似文献
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1.
5-羟甲基糠醛(HMF)是最具应用前景的平台化合物之一, HMF制备的研究越来越成为热点,并且已经取得了令人瞩目的研究成果.尽管如此,在现阶段利用固体酸催化剂催化碳水化合物制备HMF的研究仍然面临许多挑战,以葡萄糖为原料制备HMF时产物选择性普遍较低.因此,合成制备高活性催化糖类化合物脱水制HMF的固体酸催化剂,并且研究固体酸催化剂表面酸性质比如酸密度、酸强度以及Br?nsted/Lewis酸比值等对糖类化合物制HMF反应中各反应产物选择性的影响,对新型高效催化剂的开发设计具有重要意义.本文通过溶剂挥发自组装法合成了一系列介孔Ta及Ta-W氧化物固体酸催化剂,并用于催化果糖和葡萄糖脱水制备5-羟甲基糠醛.以三甲基膦(TMP)为探针分子,利用31P固体核磁共振谱技术表征催化剂表面酸性质,考察复合金属氧化物固体酸催化剂酸量、酸强度以及酸类型对催化果糖和葡萄糖制备HMF反应性能的影响,为高效催化剂的设计提供一定的理论指导.另外,我们还通过引入2-丁醇构建有机溶剂/水体系,考察有机溶剂对葡萄糖脱水制HMF反应中所用催化剂活性和产物选择性的影响.31P固体核磁共振技术表征样品的酸性质发现,随着W...  相似文献   

2.
以木糖为原料,硫酸铬为催化剂,甲苯/水为双相反应体系,在单因素试验的基础上,采用中心组合试验设计考察了反应温度、反应时间、催化剂用量、木糖浓度对糠醛产率的影响。响应面分析结果表明:反应温度、反应时间、催化剂用量及木糖浓度对糠醛产率有显著影响,且显著性大小顺序依次为:反应温度≈反应时间木糖浓度催化剂用量。当反应温度为150℃,反应时间为118min,木糖浓度为0.5mol·L-1,催化剂用量为0.1mol·L-1时,糠醛产率有最大值,为44.25%。最佳条件下得到的实验结果与二次回归模型预测值相一致。  相似文献   

3.
木糖转化到糠醛一般包括两步: 首先在酶、碱或路易斯(L)酸的催化作用下异构化木糖到木酮糖, 接下来木酮糖在酸的作用下脱水得到糠醛. 针对木糖水相脱水一步制备糠醛, 利用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂, 借助软模板合作策略制备了一种抗水的新型固体酸催化剂, 介孔磷酸铌, 并利用X射线衍射(XRD)、N2吸脱附、透射电镜(TEM)、氨气程序升温脱附(NH3-TPD)和吡啶吸附傅里叶变换红外(Py-FTIR)光谱对材料的结构和酸性质进行了表征. 研究发现介孔磷酸铌不仅具有很高的比表面积(>200 m2·g-1), 比较窄的孔径分布(3.5nm), 同时还具有很强的L酸性和布朗斯特(B)酸性. 通过L酸催化的木糖异构化为木酮糖/来苏糖和B酸催化的木酮糖/来苏糖进一步脱水得到糠醛, 实现了一步由木糖到糠醛的高效转化. 为了优化反应条件, 考察了水溶液中反应温度、投料质量比及反应时间对木糖转化率和糠醛收率的影响, 在最佳的反应条件下, 木糖的转化率为96.5%, 糠醛的收率达49.8%. 进一步地, 为了提高收率且易于分离, 利用4-甲基-2-戊酮(MIBK)/NaCl水溶液(体积比为7:3)作为反应混合溶剂, 使糠醛收率提高到68.4%.  相似文献   

4.
研究了以1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([Bmim]Cl)离子液体作溶剂,磺化无定形炭为催化剂催化菊糖脱水制5-羟甲基糠醛(HMF)的反应.考察了溶剂、水量、反应温度、反应时间和催化剂用量对HMF收率的影响.实验结果表明,反应温度为100°C,反应时间60min,R=5(R为水的物质的量与菊糖中所含果糖单位的物质的量的比值),m(催化剂):m(菊糖)=1:3时,HMF的收率可达50%.  相似文献   

5.
常压两步法催化丙三醇脱水-加氢制备 1,2-丙二醇   总被引:2,自引:0,他引:2  
赵静  于维强  李德财  马红  高进  徐杰 《催化学报》2010,31(2):200-204
 在常压 H2 气氛下催化丙三醇脱水-加氢制备了 1,2-丙二醇. 首先在 220 oC 和常压 H2 条件下, 以 Cu/Al2O3 为催化剂催化丙三醇脱水生成中间体丙酮醇, 其选择性高达 86%. 考察了 Cu 负载量、反应温度和反应气氛对催化剂性能的影响. 在随后的丙酮醇加氢反应中, Raney Ni 催化剂显示出优异的催化性能, 在 120 oC 和常压 H2 条件下, 1,2-丙二醇选择性可达 99% 以上, 催化剂连续使用 5 h 未出现失活现象. 考察了反应温度、空速及反应时间对催化剂性能的影响.  相似文献   

6.
刘建平  杨小敏  王淑怡  吴丽丽  胡林 《化学通报》2014,77(12):1224-1228
以丝瓜络为炭源、浓硫酸为磺酸化试剂,制备了丝瓜络炭磺酸催化剂。利用中和滴定、X射线衍射、傅里叶变换红外光谱和热重-差热分析等手段对催化剂进行了表征。以表面酸密度为考察指标,确定了在300℃炭化3h、在80℃下磺化3h为优化的催化剂制备条件,此条件下丝瓜络炭磺酸催化剂表面酸密度可达1.119mmol/g。以木糠水解制备糠醛为探针反应,通过正交实验法考察了催化剂的实际催化活性。结果表明,在水解反应时间2h、水解反应温度200℃和催化剂用量占原料质量10%时,糠醛的平均收率达到78.69%,此时催化剂的催化活性最高。催化剂经第一次循环使用后性能有所下降,但随后的循环使用催化性能稳定。将使用过的催化剂经再磺化,可基本恢复到新制催化剂的催化活性。  相似文献   

7.
考察了微波固相法制备的ZnCl2 /Y分子筛催化剂在α 蒎烯环氧化物重排反应中的催化性能 .催化剂活性及产物选择性与分子筛表面的酸性有关 .在微波作用下 ,ZnCl2 可分散于分子筛表面且可与分子筛中的阳离子发生固态离子交换反应 .分散的ZnCl2 (中强L酸 )有利于生成龙脑烯醛 ,固态离子交换生成的ZnY(弱L酸 )有利于α 蒎烯环氧化物重排生成松蒎酮 ;不同Na+ 交换度的HY分子筛表面具有不同的B酸中心 ,B酸的存在可使重排反应产物松香芹醇和香芹醇发生分子内脱水二次反应生成单萜烯 .用微波固相法制备催化剂时 ,随着ZnCl2 负载量的增加 ,产物香芹醇的选择性升高 ,分散于分子筛孔道内的ZnCl2 有利于生成香芹醇 .比较了不同溶剂对α 蒎烯环氧化物重排反应产物分布的影响 ,以环己烷作溶剂时 ,松蒎酮选择性可达 2 4% .通过对分子筛表面酸性的调变可实现选择合成 .  相似文献   

8.
Al2O3-SiO2催化环己胺氧化制备环己酮肟   总被引:1,自引:1,他引:0  
以Al2O3-SiO2为催化剂,用双氧水氧化环己胺制备了环己酮肟。考察了溶剂用量、催化剂用量、反应时间和反应温度等因素对催化性能的影响。结果表明,在溶剂乙腈与环己胺体积比为3∶1,催化剂质量分数31.0%,75℃反应5 h后的环己胺转化率为100%,环己酮肟选择性可达83.6%。并对环己胺催化氧化的反应机理作了初步的探讨。  相似文献   

9.
以煤基活性炭(AC)和苯胺(ANI)为原料,通过原位-溶液聚合法制备了煤基固体酸催化剂AC@PANI-SO_3H(APS),利用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)和热重分析(TG)等技术手段对催化剂进行了结构和性能的表征。研究了该催化剂在微波辐射下催化合成Schiff碱化合物的活性,并对其催化工艺条件进行了优化考察。结果表明,催化剂用量5%(以每摩尔邻苯二胺用量为基准),反应时间3~20 min,溶剂选用乙醇(Et OH),Schiff碱化合物产率可达80%~93%,说明该催化剂在微波催化合成席夫碱反应中变现出良好的催化活性,反应时间短,工艺简单操作,且催化剂能重复使用5次。通过红外发现,催化剂重复5次后活性下降的主要原因是固体酸表面键合的磺酸基官能团消失,从而导致活性降低。  相似文献   

10.
碳基磺酸化固体酸材料的制备及其催化性能   总被引:6,自引:0,他引:6  
以蔗糖为原料,浓硫酸为磺酸化试剂制备了碳基磺酸化固体酸材料,考察了其催化对苯二酚烷基化和乙酸乙酯水解反应的性能.结果表明,该催化剂对这两个反应都具有较高的催化活性.在150℃反应4 h后,对苯二酚转化率和2-叔丁基对苯二酚收率分别达到了91%和60%,在60℃反应12 h,乙酸乙酯达到了平衡转化率94%,但催化剂稳定性较差,尤其在对苯二酚烷基化反应中失活严重,重复使用一次后,催化剂活性下降超过30%.详细考察了反应温度和溶剂对催化剂稳定性的影响,结果表明,该固体酸在低温的水相或非极性溶剂中较为稳定.通过酸碱滴定、红外光谱和紫外可见光谱等表征手段,对催化剂的失活原因进行了探讨,初步认定催化剂的失活是由于表面磺酸基团在反应过程中脱落所致.催化剂活性可以通过再磺酸化得到恢复.  相似文献   

11.
稻壳炭基固体酸催化剂的制备及其催化酯化反应性能   总被引:3,自引:0,他引:3  
李明  陈登宇  朱锡锋 《催化学报》2013,34(9):1674-1682
以热解稻壳炭为原料, 浓硫酸为磺化剂制备了固体酸催化剂. 采用X射线衍射、X射线光电子能谱、元素分析、孔结构分析和热重-质谱联用等手段对其进行了表征. 以油酸和甲醇的酯化为探针反应, 考察了磺化温度和时间对催化剂活性的影响, 探讨了反应条件对油酸转化率的影响, 并对所制催化剂的稳定性进行了研究. 结果表明, 制备该催化剂的适宜磺化温度和时间分别为90℃和0.25 h, 在该条件下制得的催化剂为无定形碳结构, 磺酸基密度为0.7 mmol/g. 该催化剂表现出较高的催化酯化反应活性, 在催化剂用量为5%、甲醇/油酸摩尔比为4、酯化温度和时间分别为110℃和2 h的条件下, 油酸的酯化率可达98.7%. 该催化剂具有较好的稳定性, 经7次连续反应后, 油酸的酯化率仍可达96.0%.  相似文献   

12.
Summary of main observation and conclusion In this work,the promotion effect of NaCl on the conversion of xylose to furfural in H2O was studied.it was found that xylose conversion and furfural yield increased with NaCl concentration.NaCl decreased the pH of the solution providing H+ for the acid catalytic dehydration of xylose.The formation of oligomers was determined by GPC and ESI-MS in the initial stage of reaction,especially at low temperature.Excess NaCl promoted the formation of humins in the late stage of the reaction.NaCl could also change the decomposition route of formic acid.Meanwhile,NaCl had the ability of phase separation.Combining these effects with organic solvent during the reaction could inhibit the formation of humins and increase the yield of furfural.In NaCl-H2O-THF biphasic system without other catalyst,the optimal furfural yield of 76.7% and selectivity of 77.6% were achieved at 463 K in 2 h.  相似文献   

13.
采用1-甲基萘(1-MN)为溶剂,在不同温度下(250、300、350 ℃)对稻秆进行热溶剂提质及多级分离,获得3种主要固体产物:低分子量萃取物(soluble)、高分子量萃取物(deposit)和萃取残渣(residue),以及少量气体产物和液体产物。对各组分的元素组成、化学结构、物理化学特性等进行了详细分析,并采用ICP-MS测定了其碱金属和碱土金属(AAEM)含量。结果发现,低分子量萃取物收率随着温度的升高而增大,350 ℃时碳基收率达到33.48%。3种固体产物的碳含量和氧含量随着温度的升高而分别升高和降低,350 ℃时soluble、deposit的碳含量分别高达82.36%、80.59%,氧含量分别低至9.50%、12.03%,稻杆原样中高达86.99%的氧以H2O或CO2的形式释放。soluble几乎无灰,deposit的灰含量也低于1.50%。3种固体产物的高位发热量显著高于稻杆原样。FT-IR结果表明,稻杆热溶剂处理过程中除发生了脱水反应、脱羧基反应外,还有明显的芳香化反应。soluble和deposit的Na、Mg和K含量极低,而且随温度的升高其含量逐渐降低。总之,热溶剂提质及多级分离法实现了温和条件下的生物质脱水脱氧提质,并获得低灰低氧含量、高碳含量和发热量的多种产物,此方法有较好的应用前景。  相似文献   

14.
Furfural is one of the most promising precursor chemicals with an extended range of downstream derivatives. In this work, conversion of xylose to produce furfural was performed by employing p-toluenesulfonic acid (pTSA) as a catalyst in DMSO medium at moderate temperature and atmospheric pressure. The production process was optimized based on kinetic modeling of xylose conversion to furfural alongwith simultaneous formation of humin from xylose and furfural. The synergetic effects of organic acids and Lewis acids were investigated. Results showed that the catalyst pTSA-CrCl3·6H2O was a promising combined catalyst due to the high furfural yield (53.10%) at a moderate temperature of 120 °C. Observed kinetic modeling illustrated that the condensation of furfural in the DMSO solvent medium actually could be neglected. The established model was found to be satisfactory and could be well applied for process simulation and optimization with adequate accuracy. The estimated values of activation energies for xylose dehydration, condensation of xylose, and furfural to humin were 81.80, 66.50, and 93.02 kJ/mol, respectively.  相似文献   

15.
《化学:亚洲杂志》2017,12(24):3178-3186
Carbon‐based solid acid catalysts were successfully obtained via one‐step hydrothermal carbonization (HTC) of water hyacinth (WH) in the presence of p ‐toluenesulfonic acid (PTSA). Increasing the HTC temperature from 180 to 240 °C resulted in carbonaceous materials with increased sulfur content and less adsorbed water. The material obtained at 220 °C (WH‐PTSA‐220) contains the highest amount of acid sites and promotes the highest initial rate of two transformations, that is, methanolysis of oleic acid and dehydration of xylose to furfural. While all PSTA‐treated WH catalysts gave comparable fatty acid conversions (≈97 %) and furfural yields (≈60 %) after prolonged reaction times, the WH‐PTSA‐240 system bearing a relatively low acid density maintains the most favorable reusability profile. Higher HTC temperatures (220–240 °C) improved the catalyst reusability profiles due to graphitization and hydrophobicity of the carbon surface. The catalyst systems derived herein from biomass may have potential applications in biorefining platforms, utilizing the conversion of waste biomass to chemicals.  相似文献   

16.
The addition of alkali metal halide salts to acidic deep eutectic solvents is here reported as an effective way of boosting xylan conversion into furfural. These salts promote an increase in xylose dehydration due to the cation and anion interactions with the solvent being a promising alternative to the use of harsh operational conditions. Several alkali metal halides were used as additives in the DES composed of cholinium chloride and malic acid ([Ch]Cl:Mal) in a molar ratio of 1:3, with 5 wt.% of water. These mixtures were then used as both solvent and catalyst to produce furfural directly from xylan through microwave-assisted reactions. Preliminary assays were carried out at 150 and 130 °C to gauge the effect of the different salts in furfural yields. A Response Surface Methodology was then applied to optimize the operational conditions. After an optimization of the different operating conditions, a maximum furfural yield of 89.46 ± 0.33% was achieved using 8.19% of lithium bromide in [Ch]Cl:Mal, 1:3; 5 wt.% water, at 157.3 °C and 1.74 min of reaction time. The used deep eutectic solvent and salt were recovered and reused three times, with 79.7% yield in the third cycle, and the furfural and solvent integrity confirmed.  相似文献   

17.
易剑  何婷  蒋智成  李建梅  胡常伟 《催化学报》2013,34(11):2146-2152
研究了AlCl3 催化剂作用下, 水热体系中玉米秸秆中半纤维素组分在温和条件下的选择性转化. 详细考察了反应温度、反应时间和AlCl3用量对半纤维素选择性转化的影响. 原料及反应后的固体残渣分别采用化学滴定、X射线衍射和扫描电镜进行表征. 结果表明, 140 ℃下反应1 h可转化玉米秸秆中的大部分半纤维素, 转化率为85.1%;而玉米秸秆中的绝大部分纤维素和木质素组分仍保留在固体残渣中, 此时纤维素和木质素的转化率分别为10.7%和23.9%. 半纤维素转化的主要液体产物为木糖, 同时含有一些乙酸和糠醛. 升高温度, 将滤液进行进一步反应可促进木糖的转化. 在水/四氢呋喃反应体系中, 滤液的进一步反应有利于乙酰丙酸、甲酸和糠醛的生成. 固体酸催化剂γ-Al2O3/SO42-的加入可进一步提高糠醛的收率.  相似文献   

18.
张爽  张龙 《应用化学》2020,37(3):314-321
以蒸馏后的乙烯焦油重组分为原料,采用交联-磺化法制备了乙烯焦油炭磺酸。 利用红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、热重分析(TGA-DTG)、扫描电子显微镜(SEM)等手段对该催化剂进行结构和性能表征。 结果表明,该催化剂呈现无定形石墨碳结构,且具有较高的酸量(4.20 mmol/g),表面的磺酸官能团是其关键活性中心。 并将该催化剂用于果糖脱水合成5-羟甲基糠醛(5-HMF)的反应,在130 ℃反应140 min,催化剂用量0.3 g、溶剂用量8 mL及助剂用量0.3 g的条件下,果糖转化率和5-HMF产率分别为96.2%和52.1%,分离得到的5-HMF纯度可达97.0%。催化剂循环使用5次后,果糖的转化率和5-HMF的产率分别保持在85.1%和40.8%以上。  相似文献   

19.
A green and effective approach for comprehensive hydrolyzation of cellulose has been described. Several carbon-based solid acids were successfully prepared using various biomass (glucose, microcrystalline cellulose, bamboo, and rice husk) and used to catalyze cellulose hydrolysis. The acid groups (–SO3H and –COOH) were successfully introduced onto the surface of the carbon-based solid acid catalysts as evidenced by Fourier transform infrared spectroscopy and X-ray photoelectron spectroscopy. The structure of the prepared catalysts was characterized by scanning electron microscope and X-ray diffraction. The catalysts showed excellent catalytic performance for hydrolysis of cellulose. To improve the reaction efficiency, ball-milling and solubilization in ionic liquids of cellulose were adopted. A maximum total reducing sugar yield of 81.8 % was obtained in ionic liquid 1-butyl-3-methyl imidazolium chloride at 125 °C for 90 min when the water addition was 10 % of ionic liquid. This study provided a promising strategy to synthesize solid acids from lignocelluloses, which were further used to convert biomass into biofuels and platform chemicals.  相似文献   

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