摘 要：5-羟甲基糠醛（HMF）是一种应用价值极高的原材料和中间体，以果糖脱水合成HMF对实现生物质的转化利用来说有着重大的意义。本文首先制备了三种固体超强酸催化剂包括SO42-/Al2O3、SO42-/Fe2O3和SO42-/SnO2，接着以二甲亚砜（DMSO）为溶剂研究了三种固体超强酸对果糖脱水合成HMF的催化性能，并考察了反应温度、反应时间、催化剂用量、水分含量和底物浓度对HMF得率的影响。研究结果显示：在三种固体超强酸催化剂中，SO42-/SnO2对果糖脱水形成HMF具有最佳的催化活性。在DMSO用量为1 g，SO42-/SnO2用量为50 mg，果糖用量为100 mg，反应温度为120 °C，反应时间为2 h时，HMF得率能够达到79.4%。67958

毕业论文关键词：果糖，5-羟甲基糠醛，固体超强酸，二甲亚砜

Abstract: 5-Hydroxymethylfurfural (HMF) is a very important intermediate with high application value. The synthesis of HMF from fructose is of great significance for the utilization of biomass. In this paper, three solid superacid catalysts including SO42-/Al2O3, SO42-/Fe2O3 and SO42-/SnO2 were firstly prepared for the dehydration of fructose into HMF in the presence of dimethyl sulfoxide (DMSO). And then, various reaction conditions such as reaction temperature, reaction time, catalyst loading, water content and substrate concentration were also investigated. The results indicated that among the above-mentioned solid superacid catalysts, SO42-/SnO2 was the most active for the dehydration of fructose. Furthermore, a high yield of HMF with 79.4% was achieved under the following reaction conditions: 1 g DMSO, 50 mg SO42- /SnO2, 100 mg fructose, 120 °C, 2 h.

Keywords: fructose, 5-hydroxymethylfurfural, solid superacid, dimethyl sulfoxide

目   录  

1 前言 4

1.1 5-羟甲基糠醛（HMF） 4

1.2 果糖脱水制备HMF的研究进展 5

1.3 选题背景和意义 5

2 实验材料与方法 6

2.1 实验试剂及仪器 6

2.2 固体超强酸催化剂的制备 6

2.3 固体超强酸催化剂的表征 7

2.3.1 比表面积（BET）分析 7

2.3.2 程序升温氨脱附（NH3-TPD）分析 7

2.4 果糖的脱水 8

2.5 HMF的测定 9

2.5.1 HMF标准溶液的配制 9

2.5.2 最大吸收波长的确定 9

2.5.3 HMF标准曲线的绘制 10

2.5.4 HMF得率的计算 10

3  结果与讨论 11

3.1 固体超强酸催化剂的表征 11

3.2 不同催化剂催化活性的比较 11

3.3 反应温度的影响 12

3.4 反应时间的影响 13

3.5 催化剂用量的影响 13

3.6 水分含量的影响 14

3.7 底物浓度的影响 15

结论 17

参考文献 18