果糖催化脱水制备5-羟甲基糠醛的研究开题报告

1. 研究目的与意义

当前社会发展日益增加的能源与资源需求加剧了化石资源的枯竭，对于长时间依赖化石能源的人们提出了挑战，人类不得不迫切寻求化石能源替代品以便可持续发展^[1]，自然而然，人们生活中广泛存在的生物质资源成为了能源研究的热点，可再生的特性让其更具研究价值^[24]。

由于化石资源的逐步枯竭和环境污染问题日益严重，寻找和利用可再生、可降解的资源是解决资源危机和环境污染的有效手段^[2]，生物质资源作为一种可再生的资源，在自然界分布广泛而且具有良好的生态效益，本论文采用两亲性SiO₂作为催化剂、D-果糖的选择性转化5-羟甲基糠醛的研究。

5-羟甲基糠醛是一种重要的新型化合物，主要是利用果糖、葡萄糖、纤维素等生物质能源降解脱水生成，HMF能够衍生其他化学品，包括医药、农药、香料、树脂类塑料、柴油燃料添加物等，单糖转化制备5-羟甲基糠醛反应是生物质利用的重要反应类型环节，而采用液体酸为催化剂时，存在设备腐蚀严重、难于循环利用等问题，因此，发展一种高效

2. 国内外研究现状分析

国内外研究概况

由单糖催化制备5-羟甲基糠醛主要分为均相催化反应制备5-羟甲基糠醛和多相催化反应制备5-羟甲基糠醛两类，主要从反应体系和催化剂方面的不同来研究两类方式，其中反应体系包括离子液体、极性非质子有机溶剂、双相反应体系;催化剂包括无机酸、金属盐、固体酸和碱等。

1 均相催化反应制备 5-羟甲基糠醛

均相催化反应即催化剂与反应物处于同一相，没有相界存在而进行的反应，

均相催化反应制 5-羟甲基糠醛又可以分为无机酸催化、离子液体催化、双相反应系统等几类。

3. 研究的基本内容与计划

一）两亲性sio2分子筛催化剂的制备

二）两亲性sio2分子筛催化剂的表征（比表面积、孔容、nh3-tpd、xrd、xps等）

三）两亲性sio2分子筛催化性能研究（果糖催化脱水制5-羟甲基糠醛）

4. 研究创新点

1果糖在纤维素中含量丰富，作为原料来制备5-羟甲基糠醛。

2、可以很好的利用纤维素中的果糖含量多的优势。

3、果糖催化脱水制5-羟甲基糠醛具有很高的转化率有利于糖酒5-羟甲基糠醛的性质和用途。