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5-羟甲基糠醛热解机理的PY—GC—MS及原位红外法分析
  • ISSN号:1000-565X
  • 期刊名称:《华南理工大学学报:自然科学版》
  • 时间:0
  • 分类:TK6[动力工程及工程热物理—生物能]
  • 作者机构:[1]华南理工大学电力学院,广东广州510640
  • 相关基金:国家“973”计划项目(2013CB228100);国家自然科学基金资助项目(51476060);国家质检公益项目(20140159);广东省能源高效清洁利用重点实验室项目(2013A061401005)
中文摘要:

采用PY-GC-MS(快速热裂解-色质联用)对5-羟甲基糠醛(5-HMF)进行热裂解实验,发现裂解产物中将近86%为呋喃环类物质,同时存在小分子物质,表明其热解主要为侧链降解,但也存在呋喃环的开环断裂.结合原位红外光谱分析,实时监测5-HMF热裂解产物随反应过程的转化规律,发现在130~230℃之间主要生成糠醛、5-甲基糠醛,250qC后主要生成2.糠醇及5-乙酰甲氧基.2.糠醛,这两者的生成持续至反应中后期;作为5.HMF热解最主要产物的2,5-呋喃二甲醛的生成则在整个反应过程持续进行.结合快速热解及原位红外实验结果,推测5-HMF的热解机理如下:侧链羟甲基处连续两次脱氢生成2,5-呋喃二甲醛是最主要的反应,羟甲基去羟基后加氢生成5-甲基糠醛,羟甲基侧链及醛基侧链的整体断裂分别生成糠醛及糠醇,在此基础上还会发生二次裂解反应生成2-甲基呋喃.

英文摘要:

Pyrolysis experiments of 5-hydroxymethyl furfural (5-HMF) were conducted and the product composi- tion was detected by using a PY-GC-MS analyzer. The results show that nearly 86% of the pyrolysis product is fu- ran ring-contained substance, and that a certain amount of small molecules exist in the product, which means that the pyrolysis process of 5-HMF is mainly a side-chain degradation process concomitantly with the fracture of furan rings. Moreover, the converting law of the product in the pyrolysis process was supervised in real time via in-situ FT-IR. The results show that furfural and 5-methyl furfural mainly form when the temperature ranges from 130 to 230 ~C, furfuryl alcohol and 5-formyl-2-furfurylacetate mainly form after 250 ~C and the formation continues to the middle and later periods of the whole process, while the dominant pyrolysis product of 5-HMF, namely furan-2,5- dicarbaldehyde, forms throughout the whole pyrolysis process. According to the results obtained from fast pyrolysis experiment and in-situ ~F-IR, the pyrolysis mechanism is speculated as follows: as the most primary reaction, fu- ran-2,5-dicarbaldehyde forms from two consecutive dehydrogenations and then converts into 5-methyl furfural after the dehydroxylation and hydrogenation of hydroxymethyl; the whole fracture of hydroxymethyl side chain and alde- hyde group side chain leads to the formation of furfural and furfuryl alcohol; and 2-methylfuran may be produced via the secondary pyrolysis of furfural and furfuryl alcohol.

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期刊信息
  • 《华南理工大学学报:自然科学版》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:国家教育部科技司
  • 主办单位:华南理工大学
  • 主编:李元元
  • 地址:广州市天河区五山路华南理工大学17号楼
  • 邮编:510640
  • 邮箱:journal@scut.edu.cn
  • 电话:
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-565X
  • 国内统一刊号:ISSN:44-1251/T
  • 邮发代号:46-174
  • 获奖情况:
  • 本学报荣获1996年国家教委系统优秀科技期刊二等奖...,1999年荣获全国优秀高校自然科学学报及教育部优秀...,2001年荣获广东省优秀期刊奖和广东省优秀科技期刊...,2004年获全国高校优秀科技期刊二等奖,2006年获首届教育部优秀科技期刊奖,2008年荣获第二届教育部优秀科技期刊奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,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:22954