CN110818659B - 一种催化纤维素水解制备还原糖和5-hmf的方法 - Google Patents
一种催化纤维素水解制备还原糖和5-hmf的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110818659B CN110818659B CN201910955606.3A CN201910955606A CN110818659B CN 110818659 B CN110818659 B CN 110818659B CN 201910955606 A CN201910955606 A CN 201910955606A CN 110818659 B CN110818659 B CN 110818659B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cellulose
- reaction
- reaction kettle
- kaolin
- hmf
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 title claims abstract description 79
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 title claims abstract description 79
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 41
- NOEGNKMFWQHSLB-UHFFFAOYSA-N 5-hydroxymethylfurfural Chemical compound OCC1=CC=C(C=O)O1 NOEGNKMFWQHSLB-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 34
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 title claims abstract description 16
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 title claims abstract description 16
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 130
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 44
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 claims abstract description 41
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 claims abstract description 41
- RJGBSYZFOCAGQY-UHFFFAOYSA-N hydroxymethylfurfural Natural products COC1=CC=C(C=O)O1 RJGBSYZFOCAGQY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 33
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 32
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 claims abstract description 29
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 17
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 13
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 2
- 235000010980 cellulose Nutrition 0.000 description 73
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 13
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 13
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 13
- 238000005903 acid hydrolysis reaction Methods 0.000 description 7
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 5
- 239000011973 solid acid Substances 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- JOOXCMJARBKPKM-UHFFFAOYSA-N 4-oxopentanoic acid Chemical compound CC(=O)CCC(O)=O JOOXCMJARBKPKM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 4
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 3
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 3
- 230000007071 enzymatic hydrolysis Effects 0.000 description 3
- 238000006047 enzymatic hydrolysis reaction Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 3
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 2
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 2
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 description 2
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N lactic acid Chemical compound CC(O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229940040102 levulinic acid Drugs 0.000 description 2
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- DSLZVSRJTYRBFB-LLEIAEIESA-N D-glucaric acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C(O)=O DSLZVSRJTYRBFB-LLEIAEIESA-N 0.000 description 1
- 125000002353 D-glucosyl group Chemical group C1([C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O1)CO)* 0.000 description 1
- 238000005033 Fourier transform infrared spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 238000001157 Fourier transform infrared spectrum Methods 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 1
- WHUUTDBJXJRKMK-UHFFFAOYSA-N Glutamic acid Natural products OC(=O)C(N)CCC(O)=O WHUUTDBJXJRKMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WHUUTDBJXJRKMK-VKHMYHEASA-N L-glutamic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CCC(O)=O WHUUTDBJXJRKMK-VKHMYHEASA-N 0.000 description 1
- 229920000168 Microcrystalline cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000003377 acid catalyst Substances 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000007810 chemical reaction solvent Substances 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000007123 defense Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 1
- 210000003298 dental enamel Anatomy 0.000 description 1
- 150000002016 disaccharides Chemical class 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 description 1
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 1
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 1
- 235000001727 glucose Nutrition 0.000 description 1
- 235000013922 glutamic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000004220 glutamic acid Substances 0.000 description 1
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000004128 high performance liquid chromatography Methods 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 229910052909 inorganic silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002608 ionic liquid Substances 0.000 description 1
- 235000014655 lactic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000004310 lactic acid Substances 0.000 description 1
- 235000019813 microcrystalline cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 239000008108 microcrystalline cellulose Substances 0.000 description 1
- 229940016286 microcrystalline cellulose Drugs 0.000 description 1
- 150000002772 monosaccharides Chemical class 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 239000000575 pesticide Substances 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 1
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 1
- 229910052573 porcelain Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003389 potentiating effect Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 1
- 238000001338 self-assembly Methods 0.000 description 1
- 229910052604 silicate mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003384 small molecules Chemical class 0.000 description 1
- 239000000344 soap Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D307/00—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom
- C07D307/02—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings
- C07D307/34—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings having two or three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
- C07D307/38—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings having two or three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members with substituted hydrocarbon radicals attached to ring carbon atoms
- C07D307/40—Radicals substituted by oxygen atoms
- C07D307/46—Doubly bound oxygen atoms, or two oxygen atoms singly bound to the same carbon atom
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C13—SUGAR INDUSTRY
- C13K—SACCHARIDES OBTAINED FROM NATURAL SOURCES OR BY HYDROLYSIS OF NATURALLY OCCURRING DISACCHARIDES, OLIGOSACCHARIDES OR POLYSACCHARIDES
- C13K1/00—Glucose; Glucose-containing syrups
- C13K1/02—Glucose; Glucose-containing syrups obtained by saccharification of cellulosic materials
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Emergency Medicine (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
本发明公开了一种催化纤维素水解制备还原糖和5‑羟甲基糠醛的方法，其按照如下步骤实施：将纤维素、高岭土、蒸馏水投加置于高压反应釜中，封闭高压反应釜后，控制反应温度在180‑220℃进行反应，充分反应后分离得到含有还原糖和5‑羟甲基糠醛的反应液。本发明方法具有工艺简单、成本低、绿色环保的优势。
Description
(一)技术领域
本发明涉及一种催化纤维素水解制备还原糖(TRS)和5-羟甲基糠醛(5-HMF)的方法。
(二)背景技术
随着社会经济的不断发展进步，煤、石油、天然气等化石资源面临枯竭，环境破坏严重，因此，可再生资源受到了科研工作者的广泛关注。纤维素作为自然界中最丰富的可再生资源，是一种绿色清洁的可再生能源，是地球上最广泛的生物质资源，其主要是由D-葡萄糖单元以β-1,4糖苷键结合而成的多聚糖，作为线型长链高分子，纤维素具有大量的氢键网状结构，氢键使得纤维素具有吸水性、结晶性、化学活性以及自组装性等特殊性能，而致密的网状结构使得纤维素非常的稳定难以水解，而要利用纤维素则必须将纤维素水解。纤维素水解可转化为葡萄糖等还原性糖、乙醇、乳酸、谷氨酸、葡糖二酸、5-羟甲基糠醛(5-HMF)、乙酰丙酸等小分子产物。糖类又可以高效的转化为其它的平台化合物，其中5-HMF具有多个官能团，被认为是最具有潜力的平台化合物之一。5-HMF作为一种顶级的平台化合物，它可以被用于制备液体燃料和许多重要化工产品，应用极其广泛。在传统工业中，纤维素的降解主要集中在利用发酵方法将其转化为甲烷、乙醇等低品质能源，或者利用水相高温高压强酸的方法将纤维素降解为单糖、二糖、乙酰丙酸等小分子化合物。这些传统方法虽然技术成熟，但是存在纤维素利用率低、耗能大、污染严重、对设备要求高等缺点，阻碍了纤维素大规模的开发和利用。因此，如何高效的利用纤维素使其水解为更有价值的化学品成为目前科研工作者关注的热点问题。
目前，常见的纤维素水解方法主要包括酶水解、离子液体水解、亚/超临界水解、液体酸水解、固体酸水解等。酶法水解纤维素由于具有反应条件温和、设备简单以及对环境无污染等优点，被看做是纤维素生物质资源转化利用的理想途径。酶水解过程对反应条件要求较为严格，需要无菌条件。另外，水解过程对酶的消耗量较大，而且酶的成本较高，不利于工业化实际生产应用。超临界水解法的优点是不需要任何催化剂、反应时间较短、反应选择性较好、对环境无污染等。但是，超临界水解法也有一定的不足之处，该方法通常需要高压设备，一般压力需要达到22.1MPa才能达到水的超临界状态。高压不仅增加了设备的投资，更重要的是存在安全隐患，因此该方法目前无法在工业中大规模应用。目前常用的液体酸水解方法包括稀酸水解、浓酸水解。稀酸水解工艺简单，但其所需的高温、高压条件相对比较苛刻。浓酸水解的优点是能回收到较高产率的糖，最高可达90％以上。浓酸水解的缺点是酸浓度过高对设备的腐蚀比较严重，所用的酸回收困难，对环境污染严重，这些缺点限制了该方法的广泛使用。用固体酸将纤维素水解成糖类及其它平台化合物已经受到越来越多的关注。固体酸催化剂相对于液体酸催化剂具有更突出的优点，固体酸更容易与产物分离，可以循环再利用，对反应器的损害较小。此外，使用固体酸催化剂可以减少对环境的污染。所以，采用廉价高效的催化剂使纤维素水解对高效利用纤维素有重大的意义。
众所周知，高岭土是一种低成本的天然粘土，层状硅酸盐矿物，由SiO4四面体和AlO6八面体组成的1:1层状结构，其化学式为2SiO2·Al2O3·2H2O。我国的高岭土资源位于世界前列，我国也是开发和利用高岭土资源最早的国家，早在商朝时期我国就已经开始有人用高岭土加工制纹白陶瓷器。高岭土用途也十分广泛，主要用于造纸、陶瓷和耐火材料，其次用于涂料、橡胶填料、搪瓷釉料和白水泥原料，少量用于塑料、油漆、颜料、砂轮、铅笔、日用化妆品、肥皂、农药、医药、纺织、石油、化工、建材、国防等工业部门。高岭土由于热稳定性较高、原料成本较低、资源相对丰富、应用途径广泛，所以被广泛的应用和开发。先前，有研究者将高岭土等粘土用于生物质再利用的催化剂，但是其工艺条件繁琐复杂，需要多步处理才可得到目标产物，其能耗较高，不利于大规模的工业化生产。
(三)发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种工艺简单、成本低、绿色环保的高岭土催化纤维素水解制备还原糖和5-HMF的方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种催化纤维素水解制备还原糖和5-羟甲基糠醛(5-HMF)的方法，按照如下步骤实施：将纤维素、高岭土、蒸馏水投加置于高压反应釜中，封闭高压反应釜后，控制反应温度在180-220℃进行反应，充分反应后分离得到含有还原糖和5-羟甲基糠醛的反应液。
作为优选，所述的高岭土为天然高岭土，具体实施方式中为200目的天然高岭土，无需其它处理。
作为优选，所述的纤维素与催化剂的质量比为0.5g：0.1g：4-8mL，更优选为0.5g：0.1g：5-6mL。
作为优选，反应时间为2-4h。
作为进一步的优选，反应温度为200℃，反应时间为3h。
本发明制备得到的含有还原糖和5-羟甲基糠醛的反应液，可利用现有技术进一步将还原糖转化为5-羟甲基糠醛。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
a)催化活性较高。本发明中的催化剂对纤维素水解制备TRS和5-HMF有较好的催化活性，纤维素的转化率较高。
b)对环境友好并且不会腐蚀设备。本发明所用的催化剂无毒、对环境无污染，而且不会对设备造成腐蚀和损坏。
c)催化剂来源广泛，价格低廉。本发明中所用的催化剂为天然粘土自然界中含量较多、来源广泛、价格低廉。
d)反应工艺简单。本发明中纤维素水解制备TRS和5-HMF的工艺比较简单，水作为反应溶剂，成本低且对环境友好。
(四)附图说明
图1为高岭土的XRD图谱。
图2为高岭土的FTIR图谱。
(五)具体实施方式
下面以具体实施例对本发明的技术方案做进一步说明，但本发明的保护范围不限于此：
实施例中，使用的高岭土为200目的天然高岭土，其XRD图谱和FTIR图谱分别如图1和图2所示，使用的纤维素为微晶纤维素。
实施例1
称取纤维素0.5g，高岭土0.1g，蒸馏水5mL，分别置于高压反应釜中，封闭后，放入加热至180℃的烘箱中，保持3h，反应结束后使反应釜自然冷却至室温，离心反应上清液，利用反应前后纤维素质量的变化(反应后的纤维素质量按照以下方法计算：离心得到的固体先进行干燥，然后扣除催化剂的用量，即为反应后的纤维素质量)测纤维素转化率，利用紫外分光光度计在520nm处测定还原糖收率，通过高效液相色谱在284nm处测定5-HMF的收率，测得纤维素的转化率为24％，TRS收率为15.92％，5-HMF收率为2.71％。
实施例2
称取纤维素0.5g，高岭土0.1g，蒸馏水5mL，分别置于高压反应釜中，封闭后，放入加热至190℃的烘箱中，保持3h，反应结束后使反应釜自然冷却至室温，离心反应上清液，按照实施例1的方法测得纤维素的转化率为32％，TRS收率为24.90％，5-HMF收率为2.46％。
实施例3
称取纤维素0.5g，高岭土0.1g，蒸馏水5mL，分别置于高压反应釜中，封闭后，放入加热至200℃的烘箱中，保持3h，反应结束后使反应釜自然冷却至室温，离心反应上清液，按照实施例1的方法测得纤维素的转化率为60％，TRS收率为28.04％，5-HMF收率为2.98％。
实施例4
称取纤维素0.5g，高岭土0.1g，蒸馏水5mL，分别置于高压反应釜中，封闭后，放入加热至210℃的烘箱中，保持3h，反应结束后使反应釜自然冷却至室温，离心反应上清液，按照实施例1的方法测得纤维素的转化率为64％，TRS收率为16.68％，5-HMF收率为4.66％。
实施例5
称取纤维素0.5g，高岭土0.1g，蒸馏水5mL，分别置于高压反应釜中，封闭后，放入加热至220℃的烘箱中，保持3h，反应结束后使反应釜自然冷却至室温，离心反应上清液，按照实施例1的方法测得纤维素的转化率为66％，TRS收率为8.90％，5-HMF收率为5.22％。
实施例6
称取纤维素0.5g，高岭土0.1g，蒸馏水5mL，分别置于高压反应釜中，封闭后，放入加热至200℃的烘箱中，保持2h，反应结束后使反应釜自然冷却至室温，离心反应上清液，按照实施例1的方法测得纤维素的转化率为62％，TRS收率为17.68％，5-HMF收率为3.70％。
实施例7
称取纤维素0.5g，高岭土0.1g，蒸馏水5mL，分别置于高压反应釜中，封闭后，放入加热至200℃的烘箱中，保持2.5h，反应结束后使反应釜自然冷却至室温，离心反应上清液，按照实施例1的方法测得纤维素的转化率为42％，TRS收率为26.20％，5-HMF收率为3.84％。
实施例8
称取纤维素0.5g，高岭土0.1g，蒸馏水5mL，分别置于高压反应釜中，封闭后，放入加热至200℃的烘箱中，保持3.5h，反应结束后使反应釜自然冷却至室温，离心反应上清液，按照实施例1的方法测得纤维素的转化率为58％，TRS收率为26.86％，5-HMF收率为3.65％。
实施例9
称取纤维素0.5g，高岭土0.1g，蒸馏水5mL，分别置于高压反应釜中，封闭后，放入加热至200℃的烘箱中，保持4h，反应结束后使反应釜自然冷却至室温，离心反应上清液，按照实施例1的方法测得纤维素的转化率为56％，TRS收率为18.44％，5-HMF收率为4.26％。
实施例10
称取纤维素0.5g，高岭土0.1g，蒸馏水4mL，分别置于高压反应釜中，封闭后，放入加热至200℃的烘箱中，保持3h，反应结束后使反应釜自然冷却至室温，离心反应上清液，按照实施例1的方法测得纤维素的转化率为50％，TRS收率为27.38％，5-HMF收率为2.66％。
实施例11
称取纤维素0.5g，高岭土0.1g，蒸馏水6mL，分别置于高压反应釜中，封闭后，放入加热至200℃的烘箱中，保持3h，反应结束后使反应釜自然冷却至室温，离心反应上清液，按照实施例1的方法测得纤维素的转化率为56％，TRS收率为35.76％，5-HMF收率为3.75％。
实施例12
称取纤维素0.5g，高岭土0.1g，蒸馏水7mL，分别置于高压反应釜中，封闭后，放入加热至200℃的烘箱中，保持3h，反应结束后使反应釜自然冷却至室温，离心反应上清液，按照实施例1的方法测得纤维素的转化率为50％，TRS收率为30.16％，5-HMF收率为4.08％。
实施例13
称取纤维素0.5g，高岭土0.1g，蒸馏水8mL，分别置于高压反应釜中，封闭后，放入加热至200℃的烘箱中，保持3h，反应结束后使反应釜自然冷却至室温，离心反应上清液，按照实施例1的方法测得纤维素的转化率为52％，TRS收率为26.02％，5-HMF收率为4.02％。
Claims (1)
1.一种催化纤维素水解制备还原糖和5-羟甲基糠醛的方法，其特征在于：所述方法按照如下步骤实施：将纤维素、高岭土、蒸馏水投加置于高压反应釜中，封闭高压反应釜后，控制反应温度在200℃进行反应，反应时间为3h，充分反应后分离得到含有还原糖和5-羟甲基糠醛的反应液；
所述的高岭土为催化剂，选自天然高岭土；
所述的纤维素与催化剂、蒸馏水的质量体积比为0.5g：0.1g：5-6mL。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910955606.3A CN110818659B (zh) | 2019-10-09 | 2019-10-09 | 一种催化纤维素水解制备还原糖和5-hmf的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910955606.3A CN110818659B (zh) | 2019-10-09 | 2019-10-09 | 一种催化纤维素水解制备还原糖和5-hmf的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110818659A CN110818659A (zh) | 2020-02-21 |
| CN110818659B true CN110818659B (zh) | 2021-12-21 |
Family
ID=69548893
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910955606.3A Active CN110818659B (zh) | 2019-10-09 | 2019-10-09 | 一种催化纤维素水解制备还原糖和5-hmf的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110818659B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112044424B (zh) * | 2020-08-27 | 2023-04-07 | 浙江工业大学 | 一种高岭土-勃姆石复合催化剂的制备及其催化纤维素水解的方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2670209A1 (fr) * | 1990-12-07 | 1992-06-12 | Commissariat Energie Atomique | Procede de preparation d'hydroxymethyl-5 furfural par catalyse heterogene. |
| CN102417937A (zh) * | 2011-09-23 | 2012-04-18 | 浙江工业大学 | 一种催化水解纤维素制备还原糖的方法 |
| CN105085448A (zh) * | 2015-08-21 | 2015-11-25 | 中国科学院上海高等研究院 | 一种以微藻为原料制备5-羟甲基糠醛的方法 |
| CN106319100A (zh) * | 2015-06-30 | 2017-01-11 | 名京实业集团有限公司 | 一种生物质资源化利用的方法 |
| CN108164481A (zh) * | 2018-01-03 | 2018-06-15 | 江苏理工学院 | 一种5-羟甲基糠醛的制备方法 |
-
2019
- 2019-10-09 CN CN201910955606.3A patent/CN110818659B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2670209A1 (fr) * | 1990-12-07 | 1992-06-12 | Commissariat Energie Atomique | Procede de preparation d'hydroxymethyl-5 furfural par catalyse heterogene. |
| EP0561928A1 (en) * | 1990-12-07 | 1993-09-29 | Commissariat Energie Atomique | Method for preparing 5-hydroxymethyl furfural by contact catalysis. |
| CN102417937A (zh) * | 2011-09-23 | 2012-04-18 | 浙江工业大学 | 一种催化水解纤维素制备还原糖的方法 |
| CN106319100A (zh) * | 2015-06-30 | 2017-01-11 | 名京实业集团有限公司 | 一种生物质资源化利用的方法 |
| CN105085448A (zh) * | 2015-08-21 | 2015-11-25 | 中国科学院上海高等研究院 | 一种以微藻为原料制备5-羟甲基糠醛的方法 |
| CN108164481A (zh) * | 2018-01-03 | 2018-06-15 | 江苏理工学院 | 一种5-羟甲基糠醛的制备方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Catalytic hydrolysis of cellulose to reducing sugar over acid-activated montmorillonite catalysts;Dong Shen Tong et al.;《Applied Clay Science》;20121012;第74卷;147-153 * |
| 固体酸催化果糖合成5-羟甲基糠醛研究进展;余开荣等;《应用化工》;20170930;第46卷(第9期);第1792-1800页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110818659A (zh) | 2020-02-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2013153585A (ru) | Повышенный выход продукта растворимых с5-сахаров | |
| Jin et al. | Development of the synthesis and applications of xylonic acid: A mini-review | |
| CN103193737B (zh) | 植物材料制备糠醛并联产木质素和纤维乙醇的方法 | |
| WO2021120476A1 (zh) | 制备5-羟甲基糠醛的方法 | |
| BR112019009111A2 (pt) | método para a preparação de açúcares fermentáveis a partir de biomassa lignocelulósica | |
| CN106148429A (zh) | 一种生物转化纤维素水解液生产d‑1,2,4‑丁三醇的方法 | |
| CN110818659B (zh) | 一种催化纤维素水解制备还原糖和5-hmf的方法 | |
| CN102071223B (zh) | 一种秸秆类原料的复合酶解方法 | |
| Jiang et al. | 2, 3-Butanediol and Acetoin Production from Enzymatic Hydrolysate of Ionic Liquid-pretreated Cellulose by Paenibacillus polymyxa. | |
| CN102489316A (zh) | 糖基碳微球催化剂的制备及用于纤维素水解的工艺 | |
| CN112371185B (zh) | 一种多酸催化剂及其制备方法和用途 | |
| CN113186232B (zh) | 一种利用恶臭假单胞菌和凝结芽孢杆菌共培养发酵生产乳酸的方法 | |
| CN108300747B (zh) | 一种利用亚氯酸钠预处理提高荻酶解糖化效率的方法 | |
| CN106902877B (zh) | 一种多酸催化剂及其制备方法和使用方法 | |
| Chuenbubpar et al. | Plant-wide process simulation of ethanol production from empty fruit bunch | |
| CN102260230B (zh) | 一种利用生物质两步水解制取糠醛的方法 | |
| WO2023212999A1 (zh) | 复合催化剂及生物基呋喃化学品的合成方法 | |
| CN103627751A (zh) | 一种木薯杆生产燃料乙醇时糖化的方法 | |
| Wang et al. | One-pot synthesis of 5-hydroxymethylfurfural directly from cottonseed hull biomass using chromium (III) chloride in ionic liquid | |
| CN103508985A (zh) | 以红藻生物质为原料生产糠醛和/或5-羟甲基糠醛的方法 | |
| CN112044424B (zh) | 一种高岭土-勃姆石复合催化剂的制备及其催化纤维素水解的方法 | |
| BRPI0805560B1 (pt) | processo de produção de um preparado enzimático para hidrólise de celulose de resíduos lignocelulósicos e sua aplicação na produção de etanol | |
| CN102675086B (zh) | 一种添加阻聚剂的固体酸催化汽爆秸秆短纤维制备乙酰丙酸的方法 | |
| CN102839229B (zh) | 利用膜分离与木质纤维素酸水解耦合提高还原糖收率的方法 | |
| CN103882157B (zh) | 一种用分子氧氧化处理纤维素到其水解至单糖的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |