双功能温控离子液体及其制备方法、应用及催化降解纤维素为5-羟甲基糠醛的方法技术

技术编号:23308029 阅读:54 留言:0更新日期:2020-02-11 16:06
本发明专利技术公开了一种双功能温控离子液体,分子式为:Cr[XSO

Bifunctional temperature controlled ionic liquid and its preparation, application and catalytic degradation of cellulose to 5-hydroxymethylfurfural

【技术实现步骤摘要】
双功能温控离子液体及其制备方法、应用及催化降解纤维素为5-羟甲基糠醛的方法
本专利技术属于生物质转化利用领域和绿色催化
,涉及一种催化剂,具体地说是一种双功能温控离子液体及其制备方法、应用及催化降解纤维素为5-羟甲基糠醛的方法。
技术介绍
目前有机化学工业主要建立在以煤、石油、天然气为基础的化石资源上,化石资源的短缺是制约我国有机化工可持续发展的重要因素。纤维素是世界上年产量最大的生物质资源,年产量在一百亿吨以上。如能将其有效利用,转化为化学资源,可促进我国有机化工的可持续发展。纤维素资源利用的关键是将其降解转化为小分子化学品。目前纤维素降解主要通过发酵、硫酸高温降解等方法将其降解转化为甲烷、乙醇和还原糖。但甲烷难以直接作为化工原料,纤维素制乙醇产率低,还存在很大的技术困难。硫酸在水中催化纤维素降解,其主要产物为还原糖,且会产生大量纤维素降解产物再聚合的副产物——腐黑物,对环境存在污染。近十几年来,将纤维素在离子液体中降解转化成为当前的研究热点。研究表明,纤维素可在较低温度(70℃~200℃)降解为葡萄糖、5-羟甲本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双功能温控离子液体,其特征在于,以Cr

【技术特征摘要】
1.一种双功能温控离子液体,其特征在于,以Cr3+和带长链烷基咪唑/吡啶衍生物为阳离子,以氯离子、硫酸根或硫酸氢根为阴离子;
所述双功能温控离子液体在50℃及以上温度能够溶于水溶液中,在温度低于50℃能够从水溶液中析出;
所述双功能温控离子液体的分子式为:Cr[XSO3MIM]aYb;
其中X为含有6到15个碳原子的烷基链,Y为磷钨酸、硅钨酸、磷钼酸、磷钼钒酸中的至少一种,a和b为保持离子液体电荷平衡的阴阳离子比。


2.一种如权利要求1所述的双功能温控离子液体的制备方法,其特征在于,按照以下步骤顺序进行,
S1、称取单位体积的磺酸内酯加入到容器中,加入5~20倍单位体积的甲苯溶解,然后按照与磺酸内酯1:1的摩尔比加入N-甲基咪唑或吡啶衍生物,在60~105℃下反应3~12小时,将反应后得到的固体产物用乙酸乙酯洗净,干燥,获得中间体1;
所述磺酸内酯为碳原子数为3~15的环状磺酸内酯;
S2、将中间体1加入水中溶解,在搅拌的过程中逐渐滴加含有与中间体1等摩尔量的杂多酸溶液,滴加完毕后,以每分钟1~10℃的速率升温到70~100℃,反应2~10小时,将固体沉淀过滤出,干燥,获得中间体2;
S3、将中间体2在50~120℃下溶于去离子水中,按照中间体2与CrCl3的摩尔比1:0.2~1的比例加入CrCl3,在100~120℃下蒸干,即获得双功能温控离子液体。


3.一种如权利要求1所述的一种双功能温控离子液体的应用,其特征在于,用于在水溶液和有机溶剂双液相体系将纤维素直接降解为5-羟甲基糠醛。


4.一种采用如权利要求1或2所述的双功能温控离子液体催化降解纤维素为5-羟甲基糠醛的方法,其特征在于,按照以下步骤顺序进行,
P1、将双功能温...

【专利技术属性】
技术研发人员:周理龙张宝剑唱其烁韩江雪张倩项栌屹杨雪欣
申请(专利权)人:河北科技大学
类型:发明
国别省市:河北;13

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