多孔酸碱催化剂一步催化转化纤维素制备5-羟甲基糠醛的研究
[Abstract]:With the decrease of global warming and fossil energy availability, the preparation of renewable chemicals and energy has attracted worldwide attention. Among them, biomass with rich resources, renewable and low pollution characteristics is considered as one of the most promising energy alternatives. 5- hydroxymethyl furfural (HMF) has been identified as a versatile intermediate value-added chemical and high performance liquid fuel. Catalysts play an important role in the process of conversion from biomass to HMF. In order to improve the sustainability of one-step conversion of cellulose to HMF, enhance the selectivity of hydroxymethyl furfural, the activity of catalyst, durability and easy separation from reaction medium, it is urgent to develop novel catalytic system. Porous solid catalyst is an ideal catalyst because of its large specific surface area, high porosity, low corrosion to equipment and easy separation from the product. In this paper, three kinds of porous solid catalysts were synthesized to improve the efficiency of conversion cellulose to prepare HMF, and their catalytic properties were studied in detail. The main contents are as follows: (1) preparation of acid-base bifunctional mesoporous catalyst and its one-step catalytic synthesis of 5-hydroxymethyl furfural using cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) as template, tetraethyl orthosilicate (TEOS) as raw material, and NH4F as catalyst. Mesoporous nano-silica (Mesoporous silica nanoparticles,MSNs) with hexagonal pore channel was prepared by hydrothermal method under alkaline condition. Then, sulfonic acid group (-SO _ 3H) and amino group (-NH _ 2) were grafted onto the inner and outer surface of MSNs by modified method, that is, the mesoporous catalyst with acid-base dual function was synthesized. In order to investigate the role of acid-base active sites in one-step catalytic preparation of HMF from cellulose, mesoporous catalysts with only acidic sites and only basic sites were synthesized. In addition, the catalyst was used to catalyze the preparation of HMF. from glucose and fructose, respectively. Finally, the reproducibility of the catalyst was discussed. (2) the preparation of acid-base multifunctional multiporous catalyst and its one-step catalytic synthesis of 5-hydroxymethylfurfural using a small amount of Hypermer 2296 as emulsifier and azodiisobutyronitrile as initiator, A porous foam polymer (Porous polymers,PHs) was prepared by using divinylbenzene and glycidyl methacrylate as monomers. The porous foam polymer (Porous polymers,PHs) was prepared by W / O high internal phase emulsion (High Internal Phase Emulsions,HIPEs) template method. Then, the acid-base bifunctional mesoporous silica nanoparticles (MSNs-SO3H-NH2) and PHs were combined by chemical method. After sulphonation of concentrated sulfuric acid, acid and base bifunctional catalysts (SPHs@MSNs-SO3H-NH2) with multilevel pore structure were obtained. This catalyst is used to convert cellulose, Preparation of HMF. (3) Br?nsted-Lewis double Acid site Multi-pore Catalysts for preparation of glucose and fructose; preparation of 5-hydroxymethylfurfural by one step Catalysis of Cellulose; grafted (Zr Pr) of n-propanol Zirconium onto Surface hydroxyl by Gel-Emulsion method On the base silicon sphere template, The sample was immersed in sulfuric acid solution to introduce sulfonic group and finally calcined at high temperature to obtain sulfonated ZrO_2 nanomaterials (Super acidic surface,SZs with super acid surface. Then, using SZs as stable particle and a small amount of Tween85 as emulsifier, the oil in water (O / W) Pickering HIPEs.) was prepared successfully. Finally, the Br?nsted acidic sites were bound to the surface of the materials by ion exchange reaction, and the multilevel porous foam catalyst (Hierarchical pore foam catalysts,HPFCs) was synthesized by the synthesis of Br?nsted-Lewis double acidic sites. This catalytic activity was applied to the one-step conversion of cellulose, glucose and fructose to HMF..
【学位授予单位】:江苏大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:O643.36;TQ251.11
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 孔珊珊;刘仕伟;李露;于世涛;;葡萄糖脱水制备5-羟甲基糠醛的研究[J];化工科技;2013年04期
2 郑诗友;;5-羟甲基糠醛合成的初步研究[J];安徽化工;2013年04期
3 吴粹文;;对67个蜂蜜样品羟甲基糠醛的测定[J];中国养蜂;1982年05期
4 赖献榈;番茄酱中羟甲基糠醛的快速高压液相测定法[J];上海食品科技;1983年02期
5 刘莉 ,王玉秋 ,谢显玉 ,郭计东;含葡萄糖输液的灭菌与5-羟甲基糠醛含量控制效果[J];山东医药工业;2003年04期
6 刘景;李崎;顾国贤;;5-羟甲基糠醛作为啤酒老化评价指标的研究[J];啤酒科技;2006年04期
7 杨朝霞;李梅;董建军;武千钧;;高效液相色谱同时测定啤酒中的5-羟甲基糠醛和糠醛[J];酿酒科技;2006年09期
8 张春鹏;;美科学家开发出用糖制造塑料的新工艺[J];生物加工过程;2007年01期
9 王军;张春鹏;;微波辅助蔗糖制备5-羟甲基糠醛[J];精细石油化工;2008年05期
10 王军;张春鹏;欧阳平凯;;5-羟甲基糠醛制备及应用的研究进展[J];化工进展;2008年05期
相关会议论文 前10条
1 聂俊芳;刘海超;;负载氧化钒催化剂上5-羟甲基糠醛选择氧化反应的研究[A];中国化学会第27届学术年会第01分会场摘要集[C];2010年
2 杨孟瑶;杨华清;高超;秦松;胡常伟;;果糖催化转化为5-羟甲基糠醛的理论研究[A];中国化学会第27届学术年会第11分会场摘要集[C];2010年
3 王健健;徐文杰;任家文;刘晓晖;王艳芹;卢冠忠;;磺化碳固体酸用于果糖脱水制备5-羟甲基糠醛的研究[A];中国化学会第28届学术年会第1分会场摘要集[C];2012年
4 张红医;吴志斌;唐银凤;刘蓓蕾;;糖引发的乙腈-水相分离体系下5-羟甲基糠醛的萃取[A];Proceedings of Conference on Environmental Pollution and Public Health(CEPPH 2012)[C];2012年
5 张迎周;许元栋;张玉军;;氧化锆负载型磷钨酸催化果糖制5-羟甲基糠醛的研究[A];河南省化学会2012年学术年会论文摘要集[C];2012年
6 李昌志;赵宗保;;离子液体中六碳糖生物质脱水制备5-羟甲基糠醛[A];中国化学会第26届学术年会绿色化学分会场论文集[C];2008年
7 苏福海;张盼;杨晶;;液相色谱同位素稀释质谱法测定蜂蜜中5-羟甲基糠醛含量[A];全国生物医药色谱及相关技术学术交流会(2012)会议手册[C];2012年
8 曾令高;;高效液相色谱法测定替硝唑葡萄糖注射液中5-羟甲基糠醛的含量[A];2008年《药物分析杂志》第三届普析通用杯论文集[C];2008年
9 武素香;樊红雷;程燕;王前;韩布兴;;超临界CO_2对水中菊糖转化为5-羟甲基糠醛的影响[A];中国化学会第27届学术年会第01分会场摘要集[C];2010年
10 向西;杨宇;童冬梅;何玲;胡常伟;;一锅法催化碳水化合物合成2,5-呋喃二甲醛[A];中国化学会第27届学术年会第11分会场摘要集[C];2010年
相关重要报纸文章 前4条
1 记者 李学华;美可再生能源技术研究取得重大进展[N];科技日报;2007年
2 新疆伊力特实业股份有限公司 李明;果汁酒中5—羟甲基糠醛含量分析[N];华夏酒报;2011年
3 陈勇;美国发明用糖制造塑料,可少用不少石油[N];新华每日电讯;2006年
4 ;标准解读(2)[N];中国质量报;2003年
相关博士学位论文 前5条
1 张红丹;蔗渣预处理酶解糖化及转化为平台化学品的研究[D];华南理工大学;2015年
2 申越;碳水化合物制备5-羟甲基糠醛等化合物研究[D];北京林业大学;2016年
3 陈大伟;糖类生物质绿色催化转化合成呋喃衍生物的研究[D];青岛科技大学;2016年
4 张剑;离子液体中碳水化合物制备羟甲基糠醛的基础研究[D];天津大学;2014年
5 顾海;山茱萸活性成分5-羟甲基糠醛对H_2O_2诱导损伤的大鼠海马神经元保护作用的研究[D];南京中医药大学;2014年
相关硕士学位论文 前10条
1 乔治(Jorge Castaneda);单步5-羟甲基糠醛及其衍生物的生产[D];北京化工大学;2015年
2 肖亚萍;多酸基催化材料在果糖脱水制备5—羟甲基糠醛中的应用研究[D];北京化工大学;2015年
3 张文芊;新型离子液体中葡萄糖催化水解制五羟甲基糠醛研究[D];北京化工大学;2015年
4 李天程;离子液体辅助混合酸降解玉米秸秆制取生物燃料及5-羟甲基糠醛[D];江苏科技大学;2015年
5 雷光;生物质在甲酸中催化转化合成5-羟甲基糠醛及2,5-二甲基呋喃研究[D];华中科技大学;2014年
6 王洁;微波辅助固体酸催化果糖脱水合成5-羟甲基糠醛[D];长春工业大学;2016年
7 张亦弛;锆化合物催化生物质在DMAc中合成5-羟甲基糠醛的研究[D];华中科技大学;2014年
8 李双;5-羟甲基糠醛(5-HMF)氧化制备2,5-呋喃二甲酸(FDCA)[D];天津工业大学;2016年
9 张靖;室温下醇介质中二元离子液体高效促进果糖转化为5-羟甲基糠醛[D];山东大学;2016年
10 李红蕾;麻花中丙烯酰胺和5-羟甲基糠醛形成规律研究[D];天津科技大学;2015年
,本文编号:2221088
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxue/2221088.html