造纸污泥基固体酸催化果糖制备5-羟甲基糠醛

摘要

为解决传统碳基固体酸制备用酸量大、用水量大的问题以及促进造纸污泥深加工再利用,以造纸污泥为原料采用高温煅烧法并负载对甲苯磺酸制备了一种高效碳基固体酸催化剂(p-SBC)。采用SEM、XRD、FTIR和XPS等对p-SBC的形貌和结构进行表征,使用该催化剂催化果糖脱水制备5-羟甲基糠醛(HMF),考察了催化剂煅烧时间、对甲苯磺酸负载量、反应时间、反应温度、催化剂用量、果糖浓度等影响因素对HMF收率的影响,结果表明:p-SBC同时含有由金属离子形成的路易斯酸位点以及—SO_(3)H等形成的布朗斯特酸位点,2种酸位点对果糖脱水制备5-羟甲基糠醛(HMF)具有协同催化作用。在二甲基亚砜(DMSO)中140℃反应80 min,HMF收率高达92.9%,并且p-SBC具有良好的稳定性和重复使用性。