氮杂炭催化剂催化5-羟甲基糠醛选择性氧化制备2,5-呋喃二甲醛(英文)

氮杂炭催化剂催化5-羟甲基糠醛选择性氧化制备2,5-呋喃二甲醛(英文)

论文摘要

利用氮杂炭材料作为催化剂,实现了5-羟甲基糠醛(5-HMF)选择性氧化制备2,5-呋喃二甲醛(2,5-DFF)。该氮杂炭催化剂通过壳聚糖热解制得,且壳聚糖是该催化剂的碳源和氮源,在热解过程中使用K2CO3作为活化剂。在不外加添加剂的情况下,该催化剂对5-HMF制备2,5-DFF展现出较高的催化活性。在120℃、7.5 h和2.0 MPa氧气条件下,5-HMF的转化率可达95.3%,2,5-DFF的选择性可达94.6%。氮杂炭催化剂表面的石墨型氮对分子氧的活化展现出高效的催化性能。同时,氧自由基的形成有利于5-HMF的氧化脱氢。氮杂炭催化剂表面的石墨型氮是5-HMF选择性氧化制备2,5-DFF的活性位点。本研究为无金属催化5-HMF选择性氧化制备2,5-DFF提供了一条新思路。

论文目录

  • 1 Introduction
  • 2 Experimental
  •   2.1 Materials
  •   2.2 Preparation of nitrogen-doped carbon materials
  •   2.3 Characterization of nitrogen-doped carbon materials
  •   2.4 Catalytic oxidation of HMF
  • 3 Results and discussion
  •   3.1 Characterization of nitrogen-doped carbon materials
  •   3.2 Aerobic oxidation of HMF to DFF
  •   3.3 Recyclability of nitrogen-doped carbon materials
  •   3.4 Kinetic analysis of catalytic oxidation of HMF
  •   3.5 Proposed reaction mechanism for aerobic oxidation of HMF over N-doped carbon catalysts
  • 4 Conclusions
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 滕娜,李金龙,路博琼,王玉琪,贾时宇,王英雄,侯相林

    关键词: 羟甲基糠醛,呋喃二甲醛,壳聚糖,氮杂炭,氧化脱氢

    来源: 新型炭材料 2019年06期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅰ辑

    专业: 化学

    单位: 中国科学院山西煤炭化学研究所山西省生物炼制工程技术研究中心,中国科学院大学材料与光电研究中心,中国科学院山西煤炭化学研究所中国科学院炭材料重点实验室

    基金: 国家自然科学基金(U1710252,51703237),山西省应用基础研究项目(201701D221053)~~

    分类号: O626.11

    页码: 593-599

    总页数: 7

    文件大小: 2309K

    下载量: 93

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