们虽然价廉易得，催化活性较高，但是它们具有较大的腐蚀性且会对环境造成较 大的污染，这在很大程度上限制了它们的使用。近年来，碳基固体酸由于具有不 腐蚀设备、易于回收利用、对环境友好、稳定性好和活性高等优点，现已在化学 化工和催化领域得到了广泛的应用。基于 HMF 制备过程中存在的问题和碳基固 体酸良好的理化性质，本文选用纤维素基固体酸（CCC-SO3H）为催化剂在二甲 亚砜（DMSO）中研究对果糖制备 HMF 的脱水效果，并考察各种反应条件对 HMF 得率的影响，以期为 HMF 的进一步研究和后续利用提供思路和参考。

2 实验材料与方法

2。1 实验试剂及仪器

表1  实验所需的主要仪器

名称及型号 厂家

UV1900 系列紫外可见分光光度计 上海凤凰光学科仪有限公司

HH-4 数显恒温油浴锅 国华电器有限公司

T-214 分析天平 DENVER INSTRUMENT

电热鼓风干燥箱 上海博讯实业有限公司医疗设备厂

远红外电陶炉 文诗凯奇有限公司

表 2 实验所需的主要试剂

试剂名称 规格 生产厂家

微晶纤维素 柱层析 国药集团化学试剂有限公司

D-果糖 BR 国药集团化学试剂有限公司

二甲基亚砜 AR 国药集团化学试剂有限公司

二甲基乙酰胺 AR 国药集团化学试剂有限公司

环己醇 AR 国药集团化学试剂有限公司

正丁醇 AR 国药集团化学试剂有限公司

CCC AR 国药集团化学试剂有限公司

CCC-SO3H AR 国药集团化学试剂有限公司

SO42-/Al2O3 AR 国药集团化学试剂有限公司

2。2 纤维素基固体酸催化剂的制备

准确称取 20 g 纤维素，在 65 °C 下真空干燥 12 h，然后在 N2 保护下 400 °C 加热 1 h；将得到的褐黑色碳化固体研磨成粉末（标记为 CCC），然后按固液比 1:10 加入浓 H2SO4 进行磺化，在 N2 保护下 180 °C 搅拌回流 5 h；反应结束后， 加入 1000 mL 去离子水，过滤得到黑色沉淀，然后用 80 °C 以上的去离子水洗涤 沉淀至检测不到 SO42-；将最后黑色沉淀在 65 °C 下真空干燥 12 h，即可得到纤 维素基固体酸催化剂（标记为 CCC-SO3H）。

2。3 纤维素基固体酸催化剂的表征文献综述

通过 Thermo 公司的 Nicolet330 型傅立叶红外光谱仪对催化剂上的功能集团 进行分析，选用 KBr 压片法，扫描范围为 400~4000 cm–1，分辨率为 2 cm–1，扫 描 32 次。

2。4 果糖的脱水反应

本文所涉及的脱水反应，具体步骤如下：先向反应器中加入一定量的果糖、 二甲基亚砜和相应的固体酸催化剂，将其放入事先设置好温度的恒温油浴锅中进 行恒温加热，反应到达选定时间后，取出反应器并将其冷却至室温，然后向反应 器中加入去离子水将其进行梯度稀释，最后，将稀释后的液体放入紫外分光光度 计中测定其吸光度以便后面的产物浓度计算。