Al2(SO4)3催化玉米芯直接液化制備糠醛研究

汪文睿，項東

(1.中國石化揚子石油化工有限公司南京研究院，江蘇 南京 210047；2.安徽大學 化學與化工工程學院，安徽 合肥 230601)

木質纖維生物質是唯一可直接轉化為液體燃料的可再生資源，其利用過程中可實現CO2零排放[1-2]。當前，化石能源的大量開采及使用所帶來的氣候與生態問題日益嚴峻，嚴重制約了當前社會經濟的可持續發展[3]。

糠醛是當前唯一從生物質中提煉的化工原料[4]，并廣泛地應用于合成樹脂、農藥、醫藥、石油和新能源化工等多個領域中[5-9]。目前，工業上主要采用液體酸催化生物質原料如造紙廢料[10]、林業廢棄物空果穗[11]及農業廢棄物玉米芯[12]等制備糠醛。液體酸的使用存在產物副反應多、催化劑回收困難及設備腐蝕等問題。固體酸存在制備過程復雜、催化效率低及反應過程中活性降低等缺陷，難以實現工業化[13-14]。Fe3+、Sn4+、Cr3+、Al3+金屬路易斯酸被應用于制備糠醛。氯離子具有毒性不能廣泛使用[15]。近年來，采用鹽催化生物質液化制備糠醛、5-羥甲基糠醛顯示出較高的反應活性，如：固體FePO4·2H2O催化竹粉液化制備糠醛[15]，FePO4·2H2O催化纖維素液化制備5-羥甲基糠醛[16]以及Al2(SO4)3催化纖維素制備乙酰丙酸甲酯[17]等。γ-戊內酯在糠醛生產中被認為是一種新穎且有前景的溶劑[18]。玉米芯中半纖維素含量高(36%～40%)，是作為液化制備糠醛的理想原料[19]。本研究選用玉米芯為原料，采用Al2(SO4)3催化玉米芯中半纖維素轉化形成糠醛，考察反應工藝條件對Al2(SO4)3催化玉米芯液化制備糠醛的影響，為生物質選擇性液化轉化提供理論基礎。……