摘要：在5-羟甲基糠醛（HMF）选择性加氢转化为2,5-二甲基呋喃（DMF）的温和反应体系中，相对廉价的钌碳催化剂（Ru/C）展现出了最佳的催化活性，在HMF浓度为2。5 wt%、H2压力为20 bar、搅拌速度为400 rpm、反应温度为200 °C和反应时间为2 h的条件下，HMF的转化率和DMF的产率分别高达100%和94。7%。其次，本文采用简单的常压蒸馏和减压蒸馏相结合的方法对复杂的HMF加氢反应产物进行了有效的分离和详细的表征，DMF的回收率和纯度分别可达95%和98%。最后，本文还发现：由Ru/C和THF组成的反应体系可以直接用于将不同碳水化合物脱水得到的粗提HMF加氢转化为DMF，这对于DMF的实际生产和应用来说都具有非常重要的现实意义。94565

毕业论文关键词：碳水化合物，5-羟甲基糠醛，钌碳，选择性加氢，2,5-二甲基呋喃 

Abstract: In the mild reaction system of 5-hydroxymethylfurfural (HMF) selective hydrogenation to 2,5-dimethylfuran (DMF), the relatively inexpensive ruthenium carbon catalyst (Ru/C) exhibits the best The conversion of HMF and the yield of DMF were as high as those of HMF concentration of 2。5 wt%, H2 pressure of 20 bar, stirring speed of 400 rpm, reaction temperature of 200 °C and reaction time of 2 h。 100% and 94。7% respectively。 In this paper, the separation and detailed characterization of complex HMF hydrogenation reaction products were carried out by simple atmospheric distillation and vacuum distillation。 The recovery and purity of DMF were 95% and 98%, respectively。 Finally, It has also been found that the reaction system consisting of Ru/C and THF can be directly used to hydrogenate the crude HMF obtained by dehydrating different carbohydrates into DMF, which is very important for the actual production and application of DMF Practical significance。

Keywords: carbohydrate, 5-hydroxymethylfurfural, ruthenium carbon, selective hydrogenation,  2,5-dimethylfuran

目   录

1  前言 4

2  实验部分 5

2。1  材料 5

2。2  HMF加氢制备DMF 5

2。3  产物分析 6

2。4  催化剂表征 6

2。5  DMF表征 6

3  结果与讨论 6

3。1  不同催化剂催化HMF加氢制备HMF 6

3。2  不同反应条件下HMF加氢制备HMF 7

3。3  催化剂的重复使用性能 11

3。4  HMF加氢制备DMF的反应机理 14

3。5  DMF的分离纯化 15

3。6  生物质基碳水化合物转化制备DMF 16

结   论 18

参 考 文 献 19

致   谢 21

1  前言

随着石油资源蕴藏量的不断减少和全球能源需求量的逐步攀升以及环境污染和温室气体排放现象的日趋严重，将可再生的生物质基碳水化合物转化为化学品已经引起了国内外科学界、工业界和政府界越来越多的关注 。在众多可能的化合物中，5-羟甲基糠醛（HMF）被认为是一种非常重要的多功能平台化合物（图1） ，这是因为以它为原料不仅可以制备各种高品质的液体燃料如乙酰丙酸乙酯（EL） 、5-乙氧基甲基糠醛（EMF） 、2,5-二甲基呋喃（DMF） 和C9C15长链烷烃 等，还可以制备各种高附加值的化学品如乙酰丙酸（LA） 、2,5-呋喃二甲醇（DHMF） 、2,5-呋喃二甲醛（DFF） 和2,5-呋喃二甲酸（FDCA）等。在上述这些化合物中，由HMF选择性加氢得到的DMF尤其引人注目。