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木质纤维素制备5-羟甲基糠醛的催化过程强化
  • ISSN号:1005-9954
  • 期刊名称:《化学工程》
  • 时间:0
  • 分类:TQ031[化学工程] TQ251[化学工程—有机化工]
  • 作者机构:[1]天津大学化工学院,天津300072
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(20836005);国家重大专项资金基础研究项目(2012CB720300)
中文摘要:

5-羟甲基糠醛(HMF)是一种链接可再生生物质资源与燃料化合物及化学中间体的重要新型平台化合物。文中对高温(180-200℃)条件下,金属氯化物为催化剂,离子液体[BMIM]Cl为溶剂,木质纤维素(相思木木屑)为原料快速制备HMF和糠醛的反应过程进行了研究。通过对反应温度、原料用量、盐酸(HCl)添加量、催化剂种类及用量等因素进行考察,优化了反应条件。研究结果表明:与文献报道的低温下纤维素降解反应相比,高温条件可使木质纤维素为原料制备HMF的反应过程得到强化。在所考察的金属氯化物催化剂中,CrCl3·6H20的催化效果最优,其中以CrCl2·6H20为催化剂,200℃下反应4min时产物HMF及糠醛的收率分别可达55.0%和22.9%。该高温反应过程反应快速、产物收率高,无需木质纤维素原料的预处理操作,为工业上简单快速制备HMF提供了一种可行方法。

英文摘要:

5-hydroxymethylfurfural (HMF) is a potentially important platform chemical that connects renewable biomass feedstock with the future industrial production of biofuels and chemical intermediates. A reaction process toward rapid production of HMF and furfural from acacia wood chips was investigated at 180-200 ~C, using metal chloride catalysts in 1-butyl-3-methylimidazolium chloride ( [ BMIM ] C1) solvent, with lignocellulosic biomass as feedstock. Several key factors including reaction temperature, concentration of raw wood chip materials in the solvent, hydrochloric acid (HC1) concentration, catalyst species and loading, etc. were studied in order to optimize the reaction condition. The results show that the production of HMF from lignocellulosic biomass is greatly accelerated under a higher temperature compared with that reported in the literature for cellulose conversion. Among the chosen metal chlorides, CrC13 ~ 6H20 shows the best catalytic performance. Under the optimized reaction conditions, with CrC13 ~ 6H20 as catalyst, HMF and furfural yields can reach 55.0% and 22.9% respectively at 200 ℃ in 4 min. This high-temperature reaction process is rapid and cost-effective for the industrial production of HMF and furfural, and there is no need for pretreatment of lignocellulose biomass before reaction.

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期刊信息
  • 《化学工程》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国华陆工程科技有限责任公司
  • 主办单位:中国华陆工程科技有限责任公司
  • 主编:程惠亭
  • 地址:陕西省西安市高新技术产业开发区唐延南路7号 华陆大厦
  • 邮编:710065
  • 邮箱:chem_eng@chinahualueng.com
  • 电话:029-87989701 27988823/4/6
  • 国际标准刊号:ISSN:1005-9954
  • 国内统一刊号:ISSN:61-1136/TQ
  • 邮发代号:52-52
  • 获奖情况:
  • 第六届全国石油和化工行业优秀期刊一等奖,历届陕西省科学技术类优秀期刊,首届《CAJ-CD规范》执行优秀期刊奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),波兰哥白尼索引,荷兰文摘与引文数据库,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:11323