磷钨酸催化氧化木质素制备芳香醛的研究

摘要

木质素是唯一可大规模再生的芳香化合物资源,对木质素进行定向催化氧化解聚,可以制备得到芳香醛等化合物,用于重要的平台分子和精细化学品,有望为石油煤炭等不可再生资源的替代提供思路与方案。磷钨酸同时具备氧化性和酸性,其在有机溶剂中对木质素的催化氧化性能目前还未见有详细报道。本文通过正交实验设计等方法,讨论了磷钨酸对木质素模型分子的催化氧化性能,探讨了其催化机理。结果表明最优条件为甲醇:水(mL:mL) = 50:50,反应温度100℃,氧气压力1.5 MPa,反应时间3小时,转化率达到了91.3%。模型分子中的C-O键和C-C键均被催化断裂。在该条件下,将该催化剂应用于真实木质素的催化氧化反应中,得到的主要产物为酚类和芳香醛类,且产物分布较为集中。本文通过实验表明,磷钨酸对木质素的催化氧化解聚具有良好的活性和选择性,在木质素的转化与精制过程中具有良好的研究和利用价值。