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设计开发绿色、可持续的生物质资源高效转化制化学品催化过程具有重要的科学与应用研究价值.生物质基平台分子糠醛在分子氧存在下与甲醇发生氧化酯化,提供了一条糠酸甲酯的"非石油基"合成新路线.该反应采用贵金属/非贵金属催化体系,目前通常需要引入K2CO3或CH3ONa等碱性添加剂,以提高催化氧化酯化反应活性和选择性;但是存在活性组分流失、生成副产物及污染环境等问题,阻碍了其进一步应用.探索高性能非贵金属催化剂,实现无碱条件下糠醛高效氧化酯化,对于提高该生物质路线竞争力与推动工业化进程具有重要意义. 相似文献
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《催化学报》2017,(7)
设计开发绿色、可持续的生物质资源高效转化制化学品催化过程具有重要的科学与应用研究价值.生物质基平台分子糠醛在分子氧存在下与甲醇发生氧化酯化,提供了一条糠酸甲酯的"非石油基"合成新路线.该反应采用贵金属/非贵金属催化体系,目前通常需要引入K_2CO_3或CH_3ONa等碱性添加剂,以提高催化氧化酯化反应活性和选择性;但是存在活性组分流失、生成副产物及污染环境等问题,阻碍了其进一步应用.探索高性能非贵金属催化剂,实现无碱条件下糠醛高效氧化酯化,对于提高该生物质路线竞争力与推动工业化进程具有重要意义.本文利用浸渍法将1,10-邻菲罗啉合钴(Ⅱ)负载到碱性载体氧化镁上,在氮气气氛下800 ℃热解,制备了非贵金属Co-N-C/MgO催化剂.在糠醛氧化酯化制糠酸甲酯反应中,Co-N-C/MgO催化剂表现出优异的性能,在0.5 MPa O_2,100 ℃条件下反应12 h,糠醛转化率达到93.0%,糠酸甲酯选择性达到98.5%,远超过相同方法制备的其他载体(活性炭、NaX、NaY和CaO)负载的钴基催化剂,实现了无碱性添加剂条件下糠醛高效氧化酯化制糠酸甲酯.X射线光电子能谱、X射线衍射、透射电镜、元素分析以及对比实验结果表明,Co-N-C/MgO催化剂上可能存在含钴的氮掺杂碳物种;该催化剂在糠醛氧化酯化中的高性能与其脱氢能力密切相关.并且在0.3–1.0 MPa氧气压力范围内,Co-N-C/MgO催化糠醛氧化酯化过程基本不受压力变化影响.糠醛与甲醇的氧化酯化反应和缩合反应为两个竞争路径,反应路径决定了反应的主要产物.我们使用盐酸处理Co-N-C/MgO催化剂,脱除MgO载体,制备了Co-N-C(HCl)催化剂.当使用该催化剂时,糠醛与甲醇主要发生缩合反应,得到缩醛产物2-(二甲氧基甲基)呋喃.如果在Co-N-C(HCl)催化反应体系中引入MgO添加剂,则主要发生糠醛氧化酯化反应,主产物为糠酸甲酯.为了验证-Cl是否对反应产生影响,使用NaCl溶液对Co-N-C/MgO进行浸渍、清洗处理,或直接使用NaCl为添加剂-;在这两种情况下,糠醛转化率与糠酸甲酯选择性均下降,表明Cl对糠醛氧化酯化反应具有负面作用.根据实验结果,阴离子-(Cl)可能与℃(Ⅱ)中心发生配位,从而影响了金属活性中心的催化性能.Co-N-C(HCl)加入氧化镁,使得糠醛主要遵循氧化酯化路径进行转化,降低-Cl对Co-N-C(HCl)催化活性中心的影响.以上研究可为生物质基醛类化合物氧化酯化转化过程以及高性能非贵金属催化剂的设计开发提供有益参考. 相似文献
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以糠酸、甲醇、氢气为原料,采用连续流动固定床微反应器,Pd-Ni/γ-Al2O3为催化剂,使糠酸一步加氢甲酯化生成α-四氢糠酸甲酯.研究了反应的温度,压力,气、液体流速,进料流量等因素对催化反应的影响.结果表明:在1.5MPa,250℃,氢气空速3300 h-1,液体空速3.0 h-1(氢油比为50)时,糠酸转化率为96.6%,四氢糠酸甲酯的选择性97.2.0%,产率94.0%.催化剂稳定性较好,连续运转280小时后未见活性下降.该反应体系活性高,选择性好,反应压力低,催化剂性能稳定,操作简单,产物易分离. 相似文献
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甘草次酸及其衍生物的质谱研究 总被引:1,自引:0,他引:1
本文通过应用EI质谱和高分辨质谱对甘草次酸及其衍生物进行研究,阐明了分子离子的各种裂解、重排机理,讨论了主要离子的形成过程以及不同取代基对分子离子峰强度的影响。并用软电离手段──快原子轰击正、负离子(PFAB和NFAB)质谱,使EI谱上不出现分子离子峰的两个化合物而获得满意结果。 相似文献
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α-羥基羧酸与一系列金属离子所形成的絡合物,长期以来被用来分离和測定某些元素。其中特别是一些能形成可溶性絡合物的α-羥基羧酸,如酒石酸、檸檬酸、三羥基戊二酸、苹果酸、羥基乙酸以及乳酸等,业已广泛地应用于各种化学分析和物理化学分析法中。但是,相应地,金属离子与α-羥基羧酸的沉淀作用和萃取过程却研究甚少。本文就这类有机試剂在分析化学中的应用作一簡单总結。属于沉淀剂类型的α-羥基羧酸的典型化合物乃是杏仁酸(又称苦杏仁酸、苯乙醇酸、苯羟乙酸等)。近 相似文献
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纤维素是木质纤维素生物质中最为丰富的组分,将其催化转化制备高附加值化学品在生物质资源化利用中占据极为重要的一席之地。由于纤维素中氧含量过高,需选择性地脱除部分氧原子才可获得满足当前化学工业对各类高值化学品的要求。近年来,针对纤维素以及由其衍生的关键平台分子葡萄糖和5-羟甲基糠醛(HMF)等催化脱氧的研究已引起广泛关注,并取得诸多重要进展。在此,我们总结了具有代表性的多相催化剂体系,讨论了利用氢解或脱水脱氧策略分别将纤维素和葡萄糖等分子中一个或多个C―O键裁剪制备乙醇、烯烃或己二酸等的研究。我们还着重介绍了HMF和其衍生的呋喃化合物选择性剪切C―OH/C=O键或呋喃环中的C―O―C键分别制备二甲基呋喃和1, 6-己二醇等催化体系。此外,对各多相催化剂的作用机制和特定C―O断键机理也分别进行了探讨,以期深入理解纤维素及其衍生物的催化脱氧反应。 相似文献
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Wei Wang Yao Wang Zixiang Zhan Tian Tan Weiping Deng Qinghong Zhang Ye Wang 《物理化学学报》2023,38(10):2205032
Biomass, as a renewable carbon resource in nature, has been considered as an ideal starting feedstock to produce various valuable chemicals, fuels, and materials, and thus, can help build a sustainable chemical industry. Because cellulose is one of the richest components in lignocellulosic biomass, the efficient transformation of cellulose plays a crucial role in biomass utilization. However, there are many oxygen-containing groups in cellulose, and therefore, the selective removal of particular functional groups from cellulose becomes an essential step in the synthesis of the chemicals or fuels that can meet the requirements set by current chemical industries. In the past decades, several efficient catalytic systems have been developed to selectively split the C―O bonds inside cellulose and its derivatives, thereby producing various valuable chemicals. In this review article, we highlight recent progress made in the selective deoxygenation of cellulose and its derived key platforms such as glucose and 5-hydroxymethyl furfural (HMF) into ethanol, dimethyl furfural (DMF), 1, 6-hexanediol (1, 6-HD), and adipic acid. The selection of these reactions is primarily because these chemicals are of great significance in chemical industries. More importantly, the formation of these chemicals represents the cleavage of different C―O bonds in biomass molecules. For instance, the synthesis of ethanol requires cleaving of only one C―O bond and two C―C bonds of the glucose unit inside cellulose. If two or more C―O bonds in the sugar or sugar acids are cleaved, olefins, oxygen-reduced sugars, and adipic acid will be attained. HMF has a furan ring linked by hydroxyl/carbonyl groups, and hence, either a furanic compound (e.g., DMF) or linear products (e.g., 1, 6-HD and adipic acid) can be synthesized by selective removal of hydroxyl/carbonyl oxygen or ring oxygen atoms. This article focuses on the selective cleavage of particular C―O bonds via heterogeneous catalysis. Efficient catalytic systems using hydrogenolysis and/or deoxydehydration strategies for these transformations are discussed. Moreover, the functions of typical catalysts and reaction mechanisms are presented to obtain insight into the C―O bond cleavage in these biomass molecules. Additionally, other factors such as reaction conditions that also influence the deoxygenation performance are analyzed. We hope that these knowledge gained on the catalytic deoxygenation of cellulose and its derived platforms will promote the rational design of effective strategies or catalysts in the future utilization of lignocellulosic biomass.![]()
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新型糠醛加氢制糠醇催化剂研究 总被引:8,自引:0,他引:8
新型糠醛加氢制糠醇催化剂研究林培滋,黄世煜,周焕文,赵彤彤,刘崇早,罗洪原,梁东白(中国科学院大连化学物理研究所,大连116023)关键词铜催化剂,糠醛,加氢,糠醇糠醇是重要的化工原料,糖醇树脂是耐酸、碱腐蚀的材料,在工业发达的国家中,铸造工业广泛采... 相似文献
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煤酸异构化制对苯二甲酸 总被引:6,自引:2,他引:6
进行了煤氧化产物煤酸(水溶酸WSA)钾在催化剂碳酸镉的存在下,异构化制对苯二甲酸(TPA)的研究。主要考察了催化剂用量、二氧化碳初压、反应温度和反应时间对TPA产率的影响。结果表明,在催化剂存在下煤酸可以转化成TPA。单独煤酸钾异构化时,较佳反应条件:温度430 ℃~450 ℃,压力4.0 MPa,催化剂CdCO3用量4%,反应时间2 h。煤酸钾与苯甲酸(BA)钾混合异构化时,较佳反应条件与单独煤酸钾时基本相同。单独煤酸钾在较佳条件下异构化时,粗TPA产率达34%左右,相当于根据其中有效成分苯多羧酸(BPCA)计算的理论产率的75%左右,选择性较好。煤酸钾加苯甲酸钾在较佳条件下异构化时,粗TPA产率可达68%,扣除假定BA自身岐化生成TPA理论产量之后,则煤酸的TPA产率高达70%,比煤酸单独异构化TPA产率(34%)高1倍。粗TPA经精制可得纯度99%以上的精TPA。 相似文献