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果糖低温快速热解制备5-羟甲基糠醛的机理研究
  • ISSN号:0253-2409
  • 期刊名称:燃料化学学报
  • 时间:2013.9.15
  • 页码:1070-1076
  • 分类:TK6[动力工程及工程热物理—生物能]
  • 作者机构:[1]华北电力大学生物质发电成套设备国家工程实验室,北京102206
  • 相关基金:国家自然科学基金(51106052 51276062); 国家科技支撑计划(2012BAD30B01)
  • 相关项目:中低温条件下纤维素快速热解机理与调控机制研究
中文摘要:

提出了一种利用果糖低温快速热解制备5-羟甲基糠醛(HMF)并联产糠醛(FF)副产物的方法。通过Py-GC/MS(快速热解-气相色谱/质谱联用)实验,研究果糖快速热解的产物分布特性以及温度对HMF生成的影响。结果表明,HMF是果糖低温快速热解的最主要产物,在350℃下可获得最大产率,在250℃下可获得最高纯度,相对峰面积含量高达81.2%。此外,通过密度泛函理论计算,研究果糖热解形成HMF的五条可能反应途径。计算结果表明,果糖热解形成HMF的能量最优途径为路径1,即果糖首先发生C2位羟基与C1位氢的脱水,再发生C3位羟基与C1位羟基氢的脱水,最后发生C4位羟基与C5位氢的脱水而形成HMF。

英文摘要:

Low-temperature fast pyrolysis of fructose offered a promising way to produce 5-hydroxymethyl furfural(HMF) together w ith furfural(FF) as an important by-product.In this w ork,pyrolysis-gas chromatography / mass spectrometry(Py-GC / MS) measurements w ere performed to investigate the product distribution from fast pyrolysis of fructose;the effects of pyrolysis temperature on the HMF formation behaviors w ere considered.The results indicated that HMF is the predominant product from the fast pyrolysis of fructose;the product mixture w ith highest content of HMF(81.2%,determined by the gas chromatography peak areas) is obtained at 250 ℃,w hile the maximal yield of HMF is achieved at 350 ℃.Five possible pathw ays of HMF formation from fructose w ere considered by density functional theory(DFT).The DFT calculation results suggested that pathw ay 1 is most energetically favored,i.e.fructose molecule first undergoes a dehydration process by losing-OH at C2 and-H at C1 and then it is subjected to subsequent dehydrations involving-OH at C3 and-H of hydroxyl group at C1 as w ell as-OH at C4 and-H at C5,to form HMF.

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期刊信息
  • 《燃料化学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国化学会 中国科学院山西煤炭化学研究所
  • 主编:王建国
  • 地址:太原市桃园南路27号中国科学院山西煤炭化学研究所
  • 邮编:030001
  • 邮箱:rlhx@sxicc.ac.cn
  • 电话:0351-2025214
  • 国际标准刊号:ISSN:0253-2409
  • 国内统一刊号:ISSN:14-1140/TQ
  • 邮发代号:22-50
  • 获奖情况:
  • 获国家优秀期刊三等奖,中科院优秀期刊二等奖,华北优秀期刊奖和山西省一级期刊,《中国学术期刊(光盘版)检索与评价资料规范》优秀奖,2001年获新闻出版总署授予的“中国期刊方阵“双效...,连续十五年获山东省一级期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),波兰哥白尼索引,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:14785