多层碳基固体酸催化合成生物基5-羟甲基糠醛的研究

作     者：汤静洁 彭其达 张平军 黄冬婷 秦健南 李明富 

作者机构：广东省科学院生物与医学工程研究所 广东省绿色制糖工程技术研究中心 仲恺农业工程学院化学化工学院 

出 版 物：《现代化工》 (Modern Chemical Industry)

年 卷 期：2024年

学科分类：081702[工学-化学工艺] 081705[工学-工业催化] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 080502[工学-材料学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：广东省科学院发展专项资金项目(2023GDASZH-2023010102) 广州市科技计划项目(2023A04J1844) 

主　　题：生物基平台化学品 碳基固体酸 果糖 5-羟甲基糠醛 多相催化 

摘      要：为改善碳基固体酸制备工艺并扩大其在生物基化学品合成领域的应用，利用L-抗坏血酸与对甲苯磺酸（TsOH）直接研磨共混并结合低温碳化制备了多层碳基固体酸催化剂，探究了催化剂制备条件及催化反应条件对果糖转化率和5-羟甲基糠醛（HMF）产率的影响。利用SEM、TG和FT-IR对催化剂进行表征与分析。结果表明，随着酸用量的增加，碳基固体酸形貌由多层片状变为块状，且其内部含有大量多孔结构；热分解温度随着酸用量的增加而升高；碳基固体酸表面含有磺酸基、羧基和羟基。碳基固体酸催化果糖合成HMF最佳条件为：TsOH质量为1.5g、催化剂质量为50 mg、果糖质量为90 mg、反应温度为120℃、反应时间为60 min，此时果糖转化率达到100%，HMF产率为98.5%。