双功能碳基固体酸催化木糖制备糠醛的研究

作者：罗超; 金才迪; 朱玲君; 王树荣^*

来源：燃料化学学报, 2023, 51(08): 1155-1026.

DOI：10.19906/j.cnki.jfct.2023030

• 碳基固体酸催化剂
• 木糖
• γ-戊内酯
• 糠醛

本研究以明胶和植酸(PA)为碳源，并掺杂FeCl3·6H2O和ZnCl2，通过硫酸磺化法制备了双功能碳基固体酸催化剂用于高效催化木糖制备糠醛。采用SEM、BET、FT-IR、STEM-EDS等方法对不同炭化温度下制备的催化剂进行了表征，揭示了催化剂的物理化学性质。并考察了催化剂的炭化温度、FeCl3·6H2O与ZnCl2物质的量比、反应温度、反应时间、γ-戊内酯(GVL)与H2O的体积比、催化剂用量对木糖转化为糠醛(FF)的影响。结果表明，600℃炭化制备的催化剂CNPS600-Fe4-Zn2催化效果较好，用0.03 g的CNPS600-Fe4-Zn2(FeCl3·6H2O与ZnCl2物质的量比为4∶2)在3 mL的GVL/H2O(体积比为9∶1)溶剂体系中催化0.06 g木糖制备FF，当反应温度为170℃、反应时间为120 min时，木糖的转化率为99.6%,FF的摩尔产率可达85.8%。此外，还对催化剂的循环性能进行了测试，经五次循环实验后FF摩尔产率和木糖转化率均能保持在原来的80%以上，表明该催化剂具有较高的催化活性和较好的水热稳定性。

• 单位
  浙江大学; 能源清洁利用国家重点实验室