造纸污泥基固体酸催化D-果糖转化5-羟甲基糠醛

来源：精细化工杂志2021年第11期北京时间：

作者：刘润东

摘要：以含有丰富金属离子的造纸污泥为原料，通过高温煅烧法制备生物炭（SBC），并与对氨基苯磺酸进行接枝，制备了一种高效碳基固体酸催化剂（S-SBC）。通过FTIR、XRD、SEM等对催化剂的组成、形貌、结构、酸负载量、比孔径及比表面积等进行表征。将该催化剂用于D-果糖转化为5-羟甲基糠醛（HMF）反应，对反应时间、反应温度、催化剂用量及溶剂种类、D-果糖质量分数等影响因素进行考察，并与用杨木为原料且采用相同方法制备的杨木炭催化剂（S-PBC）进行比较，结果表明，S-SBC的催化活性优于S-PBC。S-SBC同时含有由金属离子形成的Lewis酸位点以及—SO3H等形成的Brönsted酸位点，两种酸位点在催化D-果糖脱水制备5-羟甲基糠醛的过程中具有协同作用。S-SBC在二甲基亚砜中130 ℃下催化反应40 min， HMF收率高达95.2%。连续使用4次后，催化活性没有明显下降。

关键词：造纸污泥;D-果糖;生物炭固体酸;5-羟甲基糠醛;绿色催化;催化技术

基金资助：国家重点研发基金项目