不同溶劑中乙酰丙酸加氫轉化為γ-戊內酯的研究.pdf

1、生物質是一種可轉化為液體燃料和碳基化學品的可再生資源，在環(huán)境友好介質中將其轉化，具有重要的環(huán)境和現(xiàn)實意義。乙酰丙酸(LA)加氫轉化為γ-戊內酯(GVL)是生物質轉化的關鍵步驟之一。傳統(tǒng)的乙酰丙酸加氫轉化中使用強酸、強堿和生物酶導致反應時間長，收率較低、對環(huán)境有影響等問題。
　　 超臨界CO2和離子液體作為環(huán)境友好的溶劑已備受關注，它們和水被認為是化學反應的三大“綠色”溶劑。離子液體可以溶解大多數(shù)有機物，同時可以為反應提供良好的離

2、子環(huán)境，提高了催化劑活性及穩(wěn)定性。超臨界CO2具有良好的溶劑性特征，使反應的傳質和傳熱效果得到很大改善。因此，離子液體、臨界CO2以及兩者耦合體系用于金屬催化的加氫反應顯示出了獨特的優(yōu)勢，已被廣泛研究。
　　 本文研究了不同溶劑中生物質乙酰丙酸加氫催化轉化為γ-戊內酯的反應。建立了加氫反應動力學模型，并提出了加氫反應可能的機理。考察了“綠色”溶劑水、離子液體、超臨界CO2和離子液體-超臨界CO2混合體系中的催化加氫反應的影響因素

3、。提出了乙酰丙酸在環(huán)境友好的介質中轉化為γ-戊內酯的方法，克服了傳統(tǒng)化學反應中所使用的強酸、強堿和有，機溶劑對環(huán)境的影響。主要結論如下：
　　 1、無溶劑情況下，考察了溫度、氫氣壓力、反應時間對加氫反應的影響。結果表明，加氫反應對乙酰丙酸濃度的反應級數(shù)為零級，對氫氣壓力的反應級數(shù)為一級，反應的活化能為33.0kJ/mol。提出了乙酰丙酸吸附、氫氣解離吸附、加氫催化、4-羥基戊酸脫水、γ-戊內酯脫附的反應機理。
　　 2、

4、通過向反應體系中加入水，考察了不同水存在下對加氫反應的影響。水的引入對反應過程不利，降低了該加氫化學反應速率。但升高溫度，能彌補因加入水而造成的速率下降。
　　 3、以[bmim]PF6、[bmim]BF4、TMGBF4三種離子液體為反應介質，研究了離子液體中的加氫反應?？疾炝藲錃鈮毫?、反應時間、離子液體種類、催化劑種類對加氫反應的影響。結果發(fā)現(xiàn)離子液體[bmin]PF6能顯著提高加氫反應的速率。
　　 4、離子液體催化

5、反應結束后，用16～17 MPa的超臨界CO2能萃取出全部產(chǎn)物。反應結束后離子液體-催化劑在真空烘箱中干燥2h后再生。重復使用三次，催化活性沒有明顯下降。
　　 5、研究了超臨界CO2中的乙酰丙酸加氫反應?？疾炝藴囟?、二氧化碳壓力、氫氣壓力對加氫反應的影響。結果表明，溫度對加氫反應影響顯著，隨著溫度的升高加氫反應速率增大。在較低CO2壓力下，加氫反應速率較低。較高CO2壓力下，超臨界CO2加快了反應速率。
　　 6、研究