一种微波辅助催化西瓜皮高效制备2,5-呋喃二甲酸的方法技术

本发明专利技术涉及一种以农业废弃物西瓜皮为原料，通过微波辅助催化制备高附加值化学品2,5‑呋喃二甲酸（FDCA）的方法。具体包括：首先制备MIL‑125(Ti)‑NH2纳米晶体，其方法为将2‑氨基对苯二甲酸溶于DMF中，与四丁酯钛的甲醇溶液混合后在150 ℃下反应24小时，经离心、洗涤、干燥后得到纳米晶体；随后将该晶体与核黄素（Rbf）按2:1质量比研磨10分钟，制得负载型催化剂Rbf‑MIL‑125(Ti)‑NH2。反应中以微波辐射作为能量源，在优化的反应条件下（微波功率200 W、催化剂用量0.12 g、氧化剂注入速度0.6 mL/min、反应时间20 min）实现西瓜皮高效转化为FDCA，收率最高可达30.77%。本发明专利技术方法绿色高效、节能环保，适于工业化生产和应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于生物质资源转化，具体涉及一种利用微波辅助催化技术从农业废弃物西瓜皮中高效制备2,5-呋喃二甲酸（fdca）的方法。

技术介绍

1、传统制备fdca的方法主要采用化学氧化法，如以5-羟甲基糠醛（hmf）为原料，经强氧化剂氧化制备fdca。然而，此方法通常需要较高温度、长时间反应条件，导致能耗高、生产成本增加，且副产物多，产物选择性较低，纯化困难，严重制约了fdca的规模化和工业化应用。此外，传统方法中使用的强氧化剂通常具有毒性和腐蚀性，反应过程产生的废弃物处理难度大，进一步增加了环境污染风险。fdca作为重要的生物质平台分子，广泛应用于合成生物可降解塑料、聚酯纤维、医药中间体、食品包装材料和电子化学品等领域，尤其在替代传统石油基对苯二甲酸（tpa）方面具有巨大潜力。因此，开发一种绿色、高效、选择性高且成本较低的fdca合成方法成为当前研究的重点。

2、mil-125(ti)-nh2是一种以钛金属为节点、2-氨基对苯二甲酸为有机配体构建的金属有机框架材料，具有规则的孔道结构、高比表面积和良好的热稳定性，在催化、吸附和分离等领域具有广泛本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种微波辅助催化西瓜皮制备2,5-呋喃二甲酸的方法，其特征在于：以西瓜皮为原料，经微波辐射、负载型催化剂Rbf-MIL-125(Ti)-NH2催化，在氧化剂存在下实现西瓜皮向2,5-呋喃二甲酸（FDCA）的高效转化。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述MIL-125(Ti)-NH2纳米晶体的制备方法是将将2-氨基对苯二甲酸（1.8 g）溶解于40 mL N,N-二甲基甲酰胺（DMF）中，经超声30 min形成均匀溶液；将1 mL四丁酯钛（TBT）溶解于6 mL无水甲醇中，超声混合10 min后缓慢滴加至上述配体溶液中；在室温条件下搅拌6 h后，转移至密封聚四氟...

【技术特征摘要】

1.一种微波辅助催化西瓜皮制备2,5-呋喃二甲酸的方法，其特征在于：以西瓜皮为原料，经微波辐射、负载型催化剂rbf-mil-125(ti)-nh2催化，在氧化剂存在下实现西瓜皮向2,5-呋喃二甲酸（fdca）的高效转化。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述mil-125(ti)-nh2纳米晶体的制备方法是将将2-氨基对苯二甲酸（1.8 g）溶解于40 ml n,n-二甲基甲酰胺（dmf）中，经超声30 min形成均匀溶液；将1 ml四丁酯钛（tbt）溶解于6 ml无水甲醇中，超声混合10 min后缓慢滴加至上述配体溶液中；在室温条件下搅拌6 h后，转移至密封聚四氟乙烯反应釜中，于150 ℃下加热反应24 h；自然冷却至室温后，经离心、甲醇和dmf多次洗涤，并在70 ℃下干燥12 h，得到黄色粉末状mil-125(ti)-nh2纳米晶体。

3.根据权利要求1-2所述的方法，其特征在于：所述负载型催化剂rbf-mil-125(ti)-nh...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴述平，徐超，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：