CN114057554B - 一种木质纤维素催化加氢制备2,5-己二酮的方法 - Google Patents

一种木质纤维素催化加氢制备2,5-己二酮的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114057554B
CN114057554B CN202010784983.8A CN202010784983A CN114057554B CN 114057554 B CN114057554 B CN 114057554B CN 202010784983 A CN202010784983 A CN 202010784983A CN 114057554 B CN114057554 B CN 114057554B
Authority
CN
China
Prior art keywords
hexanedione
catalyst
preparing
acid
reaction
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
Application number
CN202010784983.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114057554A (zh
Inventor
刘琪英
梁缘
马隆龙
王海永
张琦
王晨光
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guangzhou Institute of Energy Conversion of CAS
Original Assignee
Guangzhou Institute of Energy Conversion of CAS
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guangzhou Institute of Energy Conversion of CAS filed Critical Guangzhou Institute of Energy Conversion of CAS
Priority to CN202010784983.8A priority Critical patent/CN114057554B/zh
Publication of CN114057554A publication Critical patent/CN114057554A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114057554B publication Critical patent/CN114057554B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C45/00—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
    • B01J21/18—Carbon
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
    • B01J21/18—Carbon
    • B01J21/185—Carbon nanotubes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/40—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
    • B01J23/42—Platinum
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/40—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
    • B01J23/44—Palladium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/40—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
    • B01J23/46—Ruthenium, rhodium, osmium or iridium
    • B01J23/462—Ruthenium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/72—Copper
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/74—Iron group metals
    • B01J23/745—Iron
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/74—Iron group metals
    • B01J23/75—Cobalt
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/74—Iron group metals
    • B01J23/755—Nickel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/89—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with noble metals
    • B01J23/892—Nickel and noble metals
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J27/00—Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
    • B01J27/24—Nitrogen compounds

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

本发明公开了一种木质纤维素催化加氢制备2,5‑己二酮的方法。一种木质纤维素催化加氢制备2,5‑己二酮的方法，由如下步骤制备得到：以木质纤维素作为原料，液体酸水溶液为溶剂，石墨烯碳纳米管/碳壳层包裹金属催化剂为催化剂，将催化剂、原料和溶剂依次加入反应容器中，反应容器内氢气压力为1～6MPa，加氢反应制备2,5‑己二酮，反应温度为180℃～260℃，反应时间为0.5～6h。本发明利用石墨烯碳纳米管/碳壳层包裹的金属作为催化剂，实现高效的将纤维素转化为2,5‑己二酮化学品，且催化剂制备方法简单、价格较为低廉，催化活性优异、催化剂稳定性较好，具有成本低，效率高，可大规模推广应用等优点。

Description

一种木质纤维素催化加氢制备2,5-己二酮的方法
技术领域
本发明涉及有机化合物合成技术领域，尤其涉及一种木质纤维素催化加氢制备2,5-己二酮的方法。
背景技术
木质纤维素类生物质作为一种可再生的碳资源，是用于生产化学品和生物燃料的最有前景的原料之一，对其开发和利用有助于解决化石燃料日渐匮乏、环境污染日益严重等问题。其主要来源于植物和农林废弃物，如玉米秸秆等。木质纤维素主要包含三种成分：纤维素、半纤维素、木质素。纤维素作为其主要成分，主要由葡萄糖构成，因此可以用来生产多种化学品。
2,5-己二酮是一种重要的有机合成原料，其既可以作为高沸点溶剂应用于合成树脂、硝基喷漆、着色剂、皮革鞣制剂和印刷油墨的生产，也可以作为杀虫剂和医药品的原料。此外，以2,5-己二酮为原料，通过羟醛缩合制备的高热值的环烷烃燃料，可被用于燃油添加剂或航空燃油。目前文献报道的2,5-己二酮合成方法包括：以5-羟甲基糠醛为原料水解加氢制备2,5-己二酮(ACS Catalysis 2019,9,6212-6222)；以5-甲基糠醛为原料水解加氢制备2,5-己二酮(Applied Catalysis A,General，2017,543,266-273)；以5-甲基糠醇为原料水解加氢制备2,5-己二酮(ChemSusChem 2016,9,1209-1215)；以2,5-二甲基呋喃水解制备2,5-己二酮(ChemSusChem 2014,7,2089-2095)。但是，上述制备2,5-己二酮所用原料价格较高，因此制备成本较高。
Flora chambon等用纤维素(Applied Catalysis A:General 2015,504,664-671)，以ZrW为催化剂制备2,5-己二酮。但是其最高收率仅为24.5％，并且反应时间较长(24h)。李宁等用纤维素(Joule 2019,3,1-9)，在Pd/C+浓盐酸催化下得到了64.2％的2,5-己二酮。但是浓盐酸和CH2Cl2体系毒性较高，并且可能会对反应设备产生腐蚀作用。因此，以可再生的生物质为原料，高效的制备2,5-己二酮，实现低成本、可持续、低污染的化工生产是亟待解决的。
发明内容
本发明提供了一种木质纤维素催化加氢制备2,5-己二酮的方法，本发明利用石墨烯碳纳米管/碳壳层包裹的金属作为催化剂，实现高效的将纤维素转化为2,5-己二酮化学品，且催化剂制备方法简单、价格较为低廉，催化活性优异、催化剂稳定性较好，具有成本低，效率高，可大规模推广应用等优点。
本发明的目的是提出了一种木质纤维素催化加氢制备2,5-己二酮的方法，由如下步骤制备得到：以微晶纤维素作为原料，液体酸水溶液为溶剂，石墨烯碳纳米管/碳壳层包裹金属催化剂为催化剂，将催化剂、原料和溶剂依次加入反应容器中，反应容器内氢气压力为1～6MPa，加氢反应制备2,5-己二酮，反应温度为180℃～260℃，反应时间为0.5～6h；所述的石墨烯碳纳米管/碳壳层包裹金属催化剂的制备步骤如下：将金属盐、有机物和去离子水，在60℃～90℃下搅拌均匀后，升温至100℃～160℃烘干，得到的粉末在550℃～900℃，N2气氛保护下焙烧1-6h得到目标催化剂，所述的金属盐和有机物的摩尔比为0.1～10:1，所述的金属盐的金属离子选自VIIIB和IB族的过渡金属中的一种以上，所述的有机物为氮源和有机酸的混合物，氮源和有机酸的摩尔比为0.1～10:1，所述的氮源选自尿素、双氰胺、三聚氰胺、吡啶、吡咯和咪唑中的一种，所述的有机酸选自葡萄糖、丁二酸、酒石酸、苹果酸、抗坏血酸、柠檬酸、草酸、苯甲酸、水杨酸、咖啡酸和苯丙氨酸中的一种。
本发明以生物质原料替代化石原料制备2，5-己二酮，不仅具有原料来源广、生产成本低等优势，而且可以解决农林废弃物带来的污染问题，实现绿色发展、可持续发展这一理念。
优选地，所述的液体酸选自盐酸、硫酸、磷酸、硼酸、磷钨酸、磷钼酸和邻苯二甲酸中的一种，所述的液体酸水溶液的摩尔浓度为0.03～0.15M。液体酸水溶液的摩尔浓度优选为0.05～0.07M。
优选地，所述的原料与液体酸水溶液的质量体积比为0.01～0.2:1；所述的原料与催化剂的质量比为2～8:1。
进一步优选，所述的原料与液体酸水溶液的质量体积比为0.01～0.05:1，所述的原料与催化剂的质量比为3～5:1。
优选地，所述的加氢反应的具体步骤为：以液体酸水溶液为溶剂，在石墨烯碳纳米管/碳壳层包裹金属催化剂的作用下，将原料进行加氢反应制备2,5-己二酮，反应温度为200℃～220℃，反应时间为1～5h，反应体系中氢气压力为1～5MPa。
优选地，所述的石墨烯碳纳米管/碳壳层包裹金属催化剂的具体制备步骤如下：将金属盐、有机物和去离子水，70℃下搅拌12h，搅拌速率为400rpm，随后升温至100℃，保持12h，得到粉末在600℃～800℃，N2气氛保护下焙烧2-4h得到目标催化剂。
优选地，所述的金属盐选自Fe、Co、Ni、Cu、Ru、Pd和Pt中的一种或两种以上，所述的金属盐为氯化盐、硝酸盐、醋酸盐或硫酸盐。
进一步优选，所述的金属盐和有机物的摩尔比为0.3～0.5:1，氮源和有机酸的摩尔比为4～5:1。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提出的石墨烯碳纳米管/碳壳层包裹金属催化剂原料丰富、价格低廉，制备条件温和、制备方法简单，催化效果优异，稳定性良好，催化剂可循环使用，能高效地催化纤维素转化为2,5-己二酮。
附图说明
图1为实施例1中焙烧温度为700℃，进行焙烧得到的碳包裹Ni催化剂的TEM图；
图2为碳纳米管/碳壳层包裹金属镍催化剂制备时不同焙烧温度及不同氮源-有机酸摩尔比得到的催化剂的XRD图；
图3为实施例35中焙烧温度为700℃氮源与有机酸的摩尔为10时，进行焙烧得到的碳包裹Ni催化剂的TEM图；
图4实施例30中焙烧温度为700℃，氮源与有机酸的摩尔比为0.1时，进行焙烧得到的碳包裹Ni催化剂的TEM图。
具体实施方式
以下实施例是对本发明的进一步说明，而不是对本发明的限制。除特别说明，本发明使用的设备和试剂为本技术领域常规市购产品。微晶纤维素购自SIGMA，货号C6288。
实施例1
石墨烯碳纳米管/碳壳层包裹金属镍催化剂的制备步骤如下：在烧杯中加入50mL去离子水，0.03mol的硝酸镍，0.08mol的三聚氰胺、0.02mol的柠檬酸搅拌，搅拌速率为400rpm，70℃下保持12h，升温至100℃至样品完全干燥；将得到的固体粉末在N2气氛中，升温至700℃，并保持3h得到石墨烯碳纳米管/碳壳层包裹金属镍催化剂。
将0.08g上述制备得到的石墨烯碳纳米管/碳壳层包裹金属镍催化剂，0.2g的微晶纤维素和20.0mL磷酸水溶液放入到50mL高压反应釜中，磷酸水溶液的摩尔浓度为0.06M，密封反应釜，用H2置换釜内气体4次，充H2增压至2MPa；开启搅拌桨(800rpm)，以4℃/min的加热速率将反应釜升温至200℃，开始计时反应，反应时间为3h，制备得到2,5-己二酮，2,5-己二酮产物收率为65.9％。
石墨烯碳纳米管/碳壳层包裹金属镍催化剂的TEM图如图1所示，由图1可见，镍颗粒被碳纳米管或球形碳层所包裹，其中核为Ni颗粒，包裹层为石墨烯层。
按照上述的加氢反应步骤，将上述催化剂分离重复利用5次后，2,5-己二酮产物收率分别为65.9％、64.3％、63.8％、63.0％、62.3％，可见催化剂循环使用5次收率基本不变。
实施例2～15
参考实施例1，不同之处在于加氢反应的反应温度、氢气压力和反应时间不同，具体反应参数和产物2,5-己二酮产率参见表1。
表1
从表1可看出，加氢反应的最佳条件为200℃，反应时间为3h，H2压力2MPa，得到的2,5-己二酮产物收率为65.9％。
实施例16-19
参考实施例1，区别在于：石墨烯碳纳米管/碳壳层包裹金属Ni催化剂制备时的焙烧温度不同，具体反应参数和产物2,5-己二酮产率参见表2。
表2
实施例 催化剂焙烧温度(℃) 2,5-己二酮产率(％)
1 700 65.9
16 550 31.2
17 600 47.5
18 800 57.4
19 900 45.3
焙烧温度分别为600℃、700℃和800℃得到的催化剂的XRD图如图2所示，C的(002)晶面峰和Ni单质的(111)，(200)和(220)晶面峰，表明Ni金属单质的存在。
从表2可看出，在700℃下焙烧的催化剂对2,5-己二酮产率最高。
实施例20-29
参考实施例1，区别在于：石墨烯碳纳米管/碳壳层包裹金属Ni催化剂制备过程中金属和有机物摩尔比不同，具体反应参数和产物2,5-己二酮产率参见表3。
表3
实施例 金属与有机物的摩尔比 2,5-己二酮产率(％)
1 0.3 65.9
20 0.1 47.2
21 0.2 56.0
23 0.5 61.2
24 1 53.7
25 2 48.3
26 4 41.8
27 6 36.0
28 8 34.2
29 10 26.5
从表3可看出，在金属与有机物摩尔比为0.3时，所得催化剂对2,5-己二酮的产率最高。
实施例30-35
参考实施例1，区别在于催化剂制备过程中，金属与有机物摩尔比固定为0.3的条件下，氮源和有机酸摩尔比不同，具体反应参数和产物2,5-己二酮产率参见表4。
表4
实施例 氮源和有机酸摩尔比 2,5-己二酮产率(％)
1 4 65.9
30 0.1 42.9
31 0.5 48.1
32 1 53.7
33 2 60.3
34 8 51.4
35 10 46.2
氮源和有机酸的摩尔比分别为0.1和10时得到的催化剂的XRD图如图2所示，可见C的(002)晶面峰和Ni单质的(111)，(200)和(220)晶面峰，表明Ni金属单质的存在；
氮源和有机酸的摩尔比为10时得到的催化剂的TEM图如图3所示，催化剂以纳米管结构为主，球状碳壳结构较少，其中核为Ni纳米颗粒，包裹层为石墨烯层；氮源和有机酸的摩尔比为0.1时得到的催化剂的TEM图如图4所示，催化剂的球状碳壳结构比例明显提升，纳米管结构所占比例降低，其中核为Ni纳米颗粒，包裹层为石墨烯层。
从表4可看出，氮源和有机酸摩尔比为4时，催化剂2,5-己二酮产率最高。
实施例36-53
参考实施例1，区别在于石墨烯碳纳米管/碳壳层包裹金属催化剂中的金属不同，具体反应参数和产物2,5-己二酮产率参见表5。
表5
从表5可看出，当包裹催化剂的金属选择为Ni时，2,5-己二酮产率最高。
实施例54-59
参考实施例1，区别在于使用的液体酸不同，其中液体酸摩尔浓度为0.06M，具体反应参数和产物2,5-己二酮产率参见表6。
表6
实施例 酸 2,5-己二酮产率(％)
1 磷酸 65.9
54 盐酸 42.5
55 硫酸 47.1
56 硼酸 34.0
57 磷钨酸 48.7
58 磷钼酸 52.6
59 邻苯二甲酸 44.5
从表6可看出，选用0.06M的磷酸时，2,5-己二酮产率最高。
实施例60
与实施例1相同，不同之处在于：微晶纤维素与磷酸水溶液的质量体积比为0.05:1，磷酸水溶液的摩尔浓度为0.07M，微晶纤维素与催化剂的质量比为4:2。2,5-己二酮产物收率为39.7％。
实施例61
与实施例1相同，不同之处在于：微晶纤维素与磷酸水溶液的质量体积比为0.2:1，磷酸水溶液的摩尔浓度为0.05M，微晶纤维素与催化剂的质量比为6:2。2,5-己二酮产物收率为23.5％。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种木质纤维素催化加氢制备2,5-己二酮的方法，其特征在于，由如下步骤制备得到：
以微晶纤维素作为原料，液体酸水溶液为溶剂，石墨烯碳纳米管/碳壳层包裹金属催化剂为催化剂，将催化剂、原料和溶剂依次加入反应容器中，反应容器内氢气压力为1~6 MPa，加氢反应制备2,5-己二酮，反应温度为 180℃~260℃，反应时间为 0.5~6 h；所述的石墨烯碳纳米管/碳壳层包裹金属催化剂的制备步骤如下：将金属盐、有机物和去离子水，在 60℃~90℃下搅拌均匀后，升温至 100℃~160℃烘干，得到的粉末在 550℃~900℃，N2气氛保护下焙烧 1-6 h得到目标催化剂，所述的金属盐和有机物的摩尔比为 0.1~10:1，所述的金属盐的金属离子选自 VIIIB 和IB 族的过渡金属中的一种以上，所述的有机物为氮源和有机酸的混合物，氮源和有机酸的摩尔比为0.1~10:1，所述的氮源为三聚氰胺，所述的有机酸为柠檬酸。
2.根据权利要求1所述的木质纤维素催化加氢制备2,5-己二酮的方法，其特征在于，所述的液体酸选自盐酸、硫酸、磷酸、硼酸和邻苯二甲酸中的一种，所述的液体酸水溶液的摩尔浓度为0.03~0.15 M。
3.根据权利要求1所述的木质纤维素催化加氢制备2,5-己二酮的方法，其特征在于，所述的原料与液体酸水溶液的质量体积比为0.01~0.2:1；所述的原料与催化剂的质量比为2~8:1。
4.根据权利要求3所述的木质纤维素催化加氢制备2,5-己二酮的方法，其特征在于，所述的原料与液体酸水溶液的质量体积比为0.01~0.05:1，所述的原料与催化剂的质量比为3~5:1。
5.根据权利要求1所述的木质纤维素催化加氢制备2,5-己二酮的方法，其特征在于，加氢反应的具体步骤为：以液体酸水溶液为溶剂，在石墨烯碳纳米管/碳壳层包裹金属催化剂的作用下，将原料进行加氢反应制备2,5-己二酮，反应温度为 200℃~220℃，反应时间为1~5 h，反应体系中氢气压力为1~5 MPa。
6.根据权利要求1所述的木质纤维素催化加氢制备2,5-己二酮的方法，其特征在于，所述的石墨烯碳纳米管/碳壳层包裹金属催化剂的具体制备步骤如下：将金属盐、有机物和去离子水，70℃下搅拌 12 h，搅拌速率为 400 rpm，随后升温至 100℃，保持 12 h，得到粉末在 600℃~800℃，N2气氛保护下焙烧 2-4 h得到目标催化剂。
7.根据权利要求1或6所述的木质纤维素催化加氢制备2,5-己二酮的方法，其特征在于，所述的金属盐选自Fe、Co、Ni、Cu、Ru、Pd和Pt中的一种或两种以上，所述的金属盐为氯化盐、硝酸盐、醋酸盐或硫酸盐。
8.根据权利要求7所述的木质纤维素催化加氢制备2,5-己二酮的方法，其特征在于，所述的金属盐和有机物的摩尔比为 0.3~0.5:1，所述的氮源和有机酸的摩尔比为4~5:1。
CN202010784983.8A 2020-08-06 2020-08-06 一种木质纤维素催化加氢制备2,5-己二酮的方法 Active CN114057554B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010784983.8A CN114057554B (zh) 2020-08-06 2020-08-06 一种木质纤维素催化加氢制备2,5-己二酮的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010784983.8A CN114057554B (zh) 2020-08-06 2020-08-06 一种木质纤维素催化加氢制备2,5-己二酮的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114057554A CN114057554A (zh) 2022-02-18
CN114057554B true CN114057554B (zh) 2023-10-10

Family

ID=80232447

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010784983.8A Active CN114057554B (zh) 2020-08-06 2020-08-06 一种木质纤维素催化加氢制备2,5-己二酮的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114057554B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116237058A (zh) * 2022-12-06 2023-06-09 东南大学 适用于木质纤维素制备乙醇的催化剂、制备及催化方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015127662A1 (en) * 2014-02-28 2015-09-03 Rhodia Operations Synthesis of diketone compounds from carbohydrates
CN109896938A (zh) * 2017-12-07 2019-06-18 中国科学院大连化学物理研究所 一种制备2,5-己二酮的方法
CN110092708A (zh) * 2019-05-17 2019-08-06 中国科学院广州能源研究所 一种木质纤维素催化加氢制备乙醇的方法
CN111218308A (zh) * 2018-11-27 2020-06-02 中国科学院大连化学物理研究所 一种由生物质原料制备高密度燃料的方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015127662A1 (en) * 2014-02-28 2015-09-03 Rhodia Operations Synthesis of diketone compounds from carbohydrates
CN106536470A (zh) * 2014-02-28 2017-03-22 罗地亚经营管理公司 从碳水化合物合成二酮化合物
CN109896938A (zh) * 2017-12-07 2019-06-18 中国科学院大连化学物理研究所 一种制备2,5-己二酮的方法
CN111218308A (zh) * 2018-11-27 2020-06-02 中国科学院大连化学物理研究所 一种由生物质原料制备高密度燃料的方法
CN110092708A (zh) * 2019-05-17 2019-08-06 中国科学院广州能源研究所 一种木质纤维素催化加氢制备乙醇的方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Integrated Conversion of Cellulose to High-Density Aviation Fuel;Liu, Yanting等;《Joule》;第3卷(第4期);1028-1036 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN114057554A (zh) 2022-02-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110092708B (zh) 一种木质纤维素催化加氢制备乙醇的方法
CN109896938B (zh) 一种制备2,5-己二酮的方法
CN111054392B (zh) 一种金属-固体酸双中心催化剂及其在催化木糖脱水-加氢制备糠醇中的应用
CN110028389B (zh) 一种木质纤维素催化加氢制备多元醇和芳香化合物的方法
CN113117688A (zh) 一种mof前驱体钼镍催化剂、其制备方法以及其在木质素降解中的应用
CN112742482B (zh) 一种催化加氢的催化剂及其制备方法与应用
CN111087370B (zh) 一种非贵金属负载氮掺杂碳催化糠醛转移氢化制备糠醇的方法
CN114057554B (zh) 一种木质纤维素催化加氢制备2,5-己二酮的方法
CN112023924A (zh) 橡胶籽壳多孔活性炭负载铜基催化剂的制备方法及其应用
CN108409692A (zh) 一种硫掺杂碳材料负载钌催化剂催化乙酰丙酸加氢制取γ-戊内酯的方法
CN104650014A (zh) 一种高效催化氧化糠醛制备糠酸甲酯的方法
CN112371150B (zh) 镍铝双金属氮碳掺杂催化剂及其制备方法和其催化乙酰丙酸加氢制备γ-戊内酯的应用
CN104607202A (zh) 磁性纳米材料负载钌催化剂及其在催化5-羟甲基糠醛制备2,5-二甲基呋喃中的应用
CN112125781B (zh) 一种糠醛加氢水解转化成1,2,5-戊三醇的方法
CN113877583A (zh) 一种生物糠醇临氢开环生产1，5-戊二醇工艺中的催化剂及制备和应用
CN110102343B (zh) 一种复合酸催化剂及其催化糖类制备5-羟甲基糠醛的方法
CN112961123A (zh) 一种催化糠醛和正丙醇氧化缩合制备3-(2-呋喃基)-2-甲基-2-丙烯醛的方法
CN104788408B (zh) 一种由半纤维素生产γ‑戊内酯的方法
CN109603837B (zh) 一种用于糠醛液相加氢的Cu/Ce/Co催化剂的制备方法
CN111423398A (zh) 一种由乙酰丙酸制备γ-戊内酯的方法
CN109535108B (zh) 一种2,5-二甲基呋喃的制备方法
CN111434657B (zh) 一种γ-戊内酯与乙酰丙酸酯类化合物的制备方法
CN111732977A (zh) 一种呋喃基丙烯醛原位加氢制备呋喃醇生物柴油的方法
CN113441143B (zh) 一种镍钴铝三元金属复合型催化剂及其制备方法和应用
CN114890966B (zh) 一种用于柠檬烯环氧化反应的催化剂

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