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学科主题: 生物化工
题名: 固体酸催化生物质转化为5-羟甲基糠醛和乙酰丙酸的研究
作者: 杨凤丽
答辩日期: 2012-11-10
导师: 杜昱光
专业: 生物化工
授予单位: 中国科学院研究生院
学位: 博士
摘要: 本课题选用环境友好的耐水性固体酸为催化剂,通过改变催化剂的组成及性质调节产物分布,在实验室水平中实现了生物质的高效绿色转化。 水合氧化铌,是一种耐水性固体酸,在水溶液中具有很好的稳定性,经1 mol/L(简写为1 M)磷酸处理后,其比表面积和酸量增加,结构更加稳定,且对催化单糖及多糖等表现出更好的催化活性和稳定性。实验结果表明,在水和2-丁醇组成的两相体系中,反应温度为160 oC时,经1 M磷酸处理后的铌酸就可以很好的将单糖或多糖转化为HMF:以果糖和菊芋汁作为反应物,产物中5-羟甲基糠醛(HMF)含量分别可高达89%和65%,催化剂重复使用7次后,催化活性未见明显变化。 水合氧化钽,也是一种在水溶液中稳定的固体酸,然而,目前对水合氧化钽作为固体酸的研究的相关报道很少。在本课题中,首次尝试以钽酸作为催化剂对催化糖脱水转化为HMF进行研究。研究结果表明, 经1 M磷酸处理后的钽酸,其比表面积和酸量增加,稳定性增强,可以很好的催化糖脱水生成HMF。分别以果糖和菊芋汁作为反应物时,HMF收率可达90%和79%,且该催化剂在水-2-丁醇体系中重复使用15次后催化活性未见明显降低,具有很好的工业化应用前景。 用共沉淀法制备得到不同WO3掺杂量的WO3-Ta2O5催化剂,催化剂中WO3的掺杂量的多少对产物分布有重要影响,产物中LA含量随WO3掺杂量的增加呈现先升高后降低的趋势,当WO3掺杂量为5%时,乙酰丙酸选择性最好,以果糖作为反应物时,产物中乙酰丙酸含量可达89%;而HMF含量随着WO3含量的减少而增加通过改变催化剂组成可以实现LA和HMF选择性制备。,
语种: 中文
内容类型: 学位论文
URI标识: http://cas-ir.dicp.ac.cn/handle/321008/116742
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杨凤丽. 固体酸催化生物质转化为5-羟甲基糠醛和乙酰丙酸的研究[D]. 中国科学院研究生院. 2012.
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