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随着我国经济的快速发展,社会生产对于能源需求在逐渐加大。目前,我国的能源供给主要靠煤、石油和天然气这些不可再生的化石资源,随着这些资源不断消耗,我们正面临日益严重的能源危机。为解决这一问题,寻求一种可替代型资源备受学者关注。自然界中生物质资源属于可再生资源,且储量丰富。其水解产物单糖,经过转化后生成的呋喃基化合物5-羟甲基糠醛(HMF),可以合成功能聚酯、医药中间体和新型高分子材料等,有很高的利用价值,被赞誉为“连接石油工业化学与碳水化合物化学的桥梁”。因此,糖类转化制取HMF成为当前的一个研究热点。本论文针对单糖转化制备HMF这一反应,选取制备了具有良好催化活性的催化剂体系。论文的主要研究内容如下:(1)AlCl3作催化剂,考察了助剂类型、助剂用量对催化体系活性的影响,研究发现该反应中,NH4Br具有良好的助催化效果。对溶剂类型、反应温度和反应时间进行了优化考察,实验表明,最优反应条件下,AlCl3-NH4Br体系催化葡萄糖制备HMF的收率可达47%,比单一AlCl3作催化剂时HMF的收率提高14个百分点。此外,实验还考察了CrCl3-NH4Br和SnCl4-NH4Br两个体系对葡萄糖制备HMF的催化性能,结果表明,NH4Br在两个体系中均具有良好的助催化效果。(2)研究了NH4Br-NaBr体系对AlCl3催化葡萄糖制备HMF的影响。研究表明,相比单一助剂体系,两种助剂共同作用会产生更好的助催化效果。对影响反应进行的主要因素进行了优化,结果表明,0.08 M NH4Br与0.32 M NaBr组成的助剂体系具有最好的助催化效果,HMF的收率可以达到54%,比AlCl3-NH4Br体系中HMF的收率提升了7个百分点,比单一AlCl3作催化剂时HMF的收率提高21个百分点。(3)以磷钨酸为活性组分,介孔二氧化硅为载体,采用浸渍法制备了固体酸PWA/Si O2,采用一步法制备了固体酸PWA/meso-SiO2。将其用于催化果糖脱水制备HMF的反应,考察了其催化活性。研究表明,在最优反应条件下,一步法制备的PWA/meso-SiO2活性更好,催化制备的HMF收率可达83%。此外,PWA/meso-SiO2活性组分负载牢固,再生后重复使用至第5次时HMF的收率仍可达到71%。(4)采用柠檬酸法制备了介孔磷酸铝(AlPO),将其用于催化葡萄糖制备HMF的反应,考察了其催化活性。研究表明,介孔磷酸铝中的P/Al物质的量比为1:1时(AlP1.0O),其催化活性最好。此外,对反应条件的优化考察表明,10wt%的AlP1.0O作催化剂,10ml DMSO作溶剂,150℃条件下催化1.0g葡萄糖反应5h后,HMF的收率达到最高,为35%。