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社会的不断进步和经济的持续发展,得益于化石燃料等不可再生能源的广泛应用,由此也导致了严重的环境污染问题。生物质能作为世界上储量最为丰富的可再生资源,是一种以生物质为载体的绿色能源。因此,从可再生的生物质资源出发转化合成高附加值的化学品对于开发新能源、保护环境具有重要的战略意义。乙酰丙酸酯类化合物由于其良好的反应活性和经济价值而受到广泛关注。目前,生物质基碳水化合物为原料合成乙酰丙酸酯的工艺路径主要有以下三种:经乙酰丙酸酯化法、生物质经糠醇醇解法和生物质直接醇解法。其中,生物质直接醇解法是最有发展前景的合成途径,而高效稳定催化剂的开发是最重要的一环。本文主要以自制固体酸为催化剂,在甲醇体系中,以葡萄糖为原料,探究其醇解制备乙酰丙酸甲酯的催化活性,具体研究结果如下:(1)采用水热法合成不同铝硅比的固体酸催化剂Al-MCM-41,用于催化葡萄糖醇解制备乙酰丙酸甲酯。采用XRD、FT-IR、BET、NH3-TPD和Py-IR等方法表征了不同铝硅比Al-MCM-41的结构性质和表面酸性质。研究发现铝硅比为3的3 Al-MCM-41催化剂比表面积较大,同时具有较大的酸量以及较强的L酸和B酸位点,从而表现出最优醇解反应活性。当葡萄糖用量为0.3 g,催化剂用量为0.15 g,甲醇用量24 g,反应温度为220 ℃,反应时间为6 h,N2初始压力为2 MPa时,乙酰丙酸甲酯收率可达38.0%。循环实验表明,3 Al-MCM-41催化剂经5次反应之后,催化活性未见明显下降。(2)采用共沉淀法制备系列不同硫酸浸渍浓度和铝锡比的S042-/Al2O3-SnO2固体酸催化剂,考察系列催化剂的葡萄糖醇解制备乙酰丙酸甲酯反应性能,并通过多种表征手段分析了催化剂的结构和酸性质。研究发现当铝锡比为5,硫酸浸渍浓度为0.2 M时,催化剂具有最佳反应性能,乙酰丙酸甲酯收率可达37.2%。表征结果表明0.2 S042-/Al2O3-SnO2-5具有较大的酸量以及均衡的L酸和B酸位点。循环稳定性实验结果表明催化剂在反应过程中,表面易积碳失活,但经450 ℃℃焙烧再生处理后,催化剂连续反应4次,活性下降很少。