多孔固体酸催化转化纤维素制备糠醛的研究.docx
约30页DOCX格式手机打开展开
多孔固体酸催化转化纤维素制备糠醛的研究,1.65万字30页 原创作品，本站独家提交，已通过查重系统目录目录- i -摘要- iii -第一章 文献综述- 1 -1.1 研究背景- 1 -1.1.1当今能源问题- 1 -1.1.2纤维素的性质及应用- 1 -1.2离子液体在纤维素水解中的应用- 3 -1.2.1纤维素的溶解...
内容介绍
此文档由会员 凌晨三点 发布
多孔固体酸催化转化纤维素制备糠醛的研究
1.65万字 30页 原创作品，本站独家提交，已通过查重系统
目录
目录 - I -
摘要 - III -
第一章 文献综述 - 1 -
1.1 研究背景 - 1 -
1.1.1当今能源问题 - 1 -
1.1.2纤维素的性质及应用 - 1 -
1.2 离子液体在纤维素水解中的应用 - 3 -
1.2.1纤维素的溶解方式 - 3 -
1.2.2离子液体的性质及优点 - 3 -
1.3 5-HMF的应用及其制备 - 4 -
1.3.1 5-HMF的结构 - 4 -
1.3.2 5-HMF的应用 - 5 -
1.3.3纤维素制备5-HMF的过程 - 6 -
1.4催化剂的应用 - 6 -
1.4.1催化剂的性质及分类 - 6 -
1.4.2大孔材料催化剂的优点 - 7 -
1.4.3固体酸催化剂的分类及优点 - 8 -
1.4.4吸附铬离子制备催化剂的意义 - 9 -
1.4.5大孔催化剂的制备方法---高内相乳液模板法 - 9 -
第二章 实验部分 - 11 -
2.1 实验材料与试剂 - 11 -
2.2 设备仪器 - 11 -
2.3 水包油高内相乳液的制备 - 11 -
2.4 布朗斯特酸催化剂的制备 - 12 -
2.5 路易酸催化剂的制备 - 12 -
2.6 纤维素催化转化5-HMF - 13 -
2.7 5-HMF产率测量 - 14 -
2.8实验流程图 - 14 -
第三章 结果与讨论 - 14 -
3.1 大孔材料的电子扫描（SEM）分析 - 14 -
3.2 EDS分析 - 15 -
3.3 XPS分析 - 16 -
3.4红外光谱测试 - 17 -
3.5 NH3-TPD测试 - 17 -
3.6催化性能研究 - 19 -
致谢 - 22 -
参考文献 - 23 -
Abstract - 26 -
摘要: 近年来，能源危机和燃烧化石能源带来的环境污染时刻威胁着人类的生存和可持续发展。解决能源短缺和环境污染迫在眉睫，因此人们需要开发出清洁环保的可再生资源来替代传统的化石能源。生物质资源在自然界中广泛存在，它是地球上最丰富的的可再生绿色资源。以可再生生物质资源为原料、研发绿色化学工艺技术，制备生物质基平台化合物已经成为现代化工工业的前沿课题。利用生物质能源纤维素来制备5-羟甲基糠醛（5-HMF）是生物质转化利用的重要途径。5-HMF作为一种极具代表性的生物质基平台化合物，是众多反应的中间体、合成大环化合物、高分子材料与高附加值产品的前驱体。本课题研究内容是在“绿色溶剂”—离子液体中以纤维素为底物用大孔固体酸催化剂一步催化转化为重要平台化合物5-HMF的过程。
大孔固体酸催化剂具有通透性高、不易失活、选择性高、绿色环保等优点，因而将其应用到5-HMF的制备过程中一定会具有非常广阔的前景。本课题利用高内相乳液模板法合成大孔材料，再以大孔材料为模板吸附Cr3+来制备大孔固体路易斯酸催化剂，并将上述的大孔材料通过离子交换制备大孔固体布朗斯特酸催化剂，一系列的材料表征证明本实验成功制备了大孔固体路易斯酸催化剂和布朗斯特酸催化剂，继而将这两种不同类型的大孔催化剂混合使用，一步催化转化纤维素制备5-HMF。另外，本课题还考察了两种催化剂用量，反应时间，反应温度等因素对5-HMF得率的影响，最终探究出纤维素一步催化转化的最佳适宜条件。当催化温度为120 ℃，加入布朗斯特酸催化剂量和路易斯酸催化剂量分别为30 mg和10 mg时，纤维素催化转化1.0 h后制备得到5-HMF的最高收率为36.9%。
关键词：纤维素；离子液体；5-羟甲基糠醛；高内相乳液模板法；大孔固体酸催化剂
1.65万字 30页 原创作品，本站独家提交，已通过查重系统
目录
目录 - I -
摘要 - III -
第一章 文献综述 - 1 -
1.1 研究背景 - 1 -
1.1.1当今能源问题 - 1 -
1.1.2纤维素的性质及应用 - 1 -
1.2 离子液体在纤维素水解中的应用 - 3 -
1.2.1纤维素的溶解方式 - 3 -
1.2.2离子液体的性质及优点 - 3 -
1.3 5-HMF的应用及其制备 - 4 -
1.3.1 5-HMF的结构 - 4 -
1.3.2 5-HMF的应用 - 5 -
1.3.3纤维素制备5-HMF的过程 - 6 -
1.4催化剂的应用 - 6 -
1.4.1催化剂的性质及分类 - 6 -
1.4.2大孔材料催化剂的优点 - 7 -
1.4.3固体酸催化剂的分类及优点 - 8 -
1.4.4吸附铬离子制备催化剂的意义 - 9 -
1.4.5大孔催化剂的制备方法---高内相乳液模板法 - 9 -
第二章 实验部分 - 11 -
2.1 实验材料与试剂 - 11 -
2.2 设备仪器 - 11 -
2.3 水包油高内相乳液的制备 - 11 -
2.4 布朗斯特酸催化剂的制备 - 12 -
2.5 路易酸催化剂的制备 - 12 -
2.6 纤维素催化转化5-HMF - 13 -
2.7 5-HMF产率测量 - 14 -
2.8实验流程图 - 14 -
第三章 结果与讨论 - 14 -
3.1 大孔材料的电子扫描（SEM）分析 - 14 -
3.2 EDS分析 - 15 -
3.3 XPS分析 - 16 -
3.4红外光谱测试 - 17 -
3.5 NH3-TPD测试 - 17 -
3.6催化性能研究 - 19 -
致谢 - 22 -
参考文献 - 23 -
Abstract - 26 -
摘要: 近年来，能源危机和燃烧化石能源带来的环境污染时刻威胁着人类的生存和可持续发展。解决能源短缺和环境污染迫在眉睫，因此人们需要开发出清洁环保的可再生资源来替代传统的化石能源。生物质资源在自然界中广泛存在，它是地球上最丰富的的可再生绿色资源。以可再生生物质资源为原料、研发绿色化学工艺技术，制备生物质基平台化合物已经成为现代化工工业的前沿课题。利用生物质能源纤维素来制备5-羟甲基糠醛（5-HMF）是生物质转化利用的重要途径。5-HMF作为一种极具代表性的生物质基平台化合物，是众多反应的中间体、合成大环化合物、高分子材料与高附加值产品的前驱体。本课题研究内容是在“绿色溶剂”—离子液体中以纤维素为底物用大孔固体酸催化剂一步催化转化为重要平台化合物5-HMF的过程。
大孔固体酸催化剂具有通透性高、不易失活、选择性高、绿色环保等优点，因而将其应用到5-HMF的制备过程中一定会具有非常广阔的前景。本课题利用高内相乳液模板法合成大孔材料，再以大孔材料为模板吸附Cr3+来制备大孔固体路易斯酸催化剂，并将上述的大孔材料通过离子交换制备大孔固体布朗斯特酸催化剂，一系列的材料表征证明本实验成功制备了大孔固体路易斯酸催化剂和布朗斯特酸催化剂，继而将这两种不同类型的大孔催化剂混合使用，一步催化转化纤维素制备5-HMF。另外，本课题还考察了两种催化剂用量，反应时间，反应温度等因素对5-HMF得率的影响，最终探究出纤维素一步催化转化的最佳适宜条件。当催化温度为120 ℃，加入布朗斯特酸催化剂量和路易斯酸催化剂量分别为30 mg和10 mg时，纤维素催化转化1.0 h后制备得到5-HMF的最高收率为36.9%。
关键词：纤维素；离子液体；5-羟甲基糠醛；高内相乳液模板法；大孔固体酸催化剂
