高转化率5‑羟甲基糠醛生产工艺

随着全球经济的不断发展，石油等化石燃料的逐步走向耗竭。化石燃料的耗竭不仅会带来能源的短缺，还意味着以此为基础现代有机工业失去了最重要的碳源。实现人类社会的可持续发展，必须寻找替代性的可再生资源。理论上生物质是化石资源的理想替代品，生物质来源丰富且可以源源不断地再生。同时，生物质资源化利用过程是碳中性的，无论是将生物质用作能源、材料和化学品都不会产生额外的碳排放。以生物质为原料制备化学中间体，进而获得能源、材料和精细化学品已经成为实现可持续发展的重要途径。在生物质转化过程中，糖类物质脱水形成的5-羟甲基糠醛是一个关键的中间体。5-羟甲基糠醛可以作为许多石化中间体的替代品，用来生产树脂、塑料、药物和燃料，具有巨大的应用潜力。目前，将果糖转化成5-羟甲基糠醛的催化剂既包括硫酸、盐酸等液体酸，还包括沸石、金属氧化物，金属磷酸盐、磺化的碳材料和强酸性离子交换树脂等固体酸。其中，矿物酸和一些过渡金属盐类物质作为均相催化剂可以实现较高的果糖转化率和5-羟甲糠醛产率，但其不足在于催化剂难以实现回收利用，容易造成设备腐蚀和环境污染。沸石和磺化的碳材料等固体酸催化剂也可以获得较高的5-羟甲糠醛产率，但由于催化剂自身的结构限制了活性位点和反应物的接触，限制了反应效率。使用固体酸催化剂时，为了获得较高的选择性通常需要使用高剂量的催化剂，同时反应物浓度要保持在较低水平。考虑到后续的产品分离纯化和催化剂的回收利用，这是非常不经济的。因此，设计开发新型催化剂，在低剂量的催化剂作用下将高浓度的反应物转化为5-羟甲基糠醛是迫切需要解决的技术瓶颈。

华炬新产品研究所技术咨询委员会科研人员现推荐一项高转化率5‑羟甲基糠醛生产工艺，该技术的优点和有益效果是：通过一步反应制备负载有高浓度磺酸基的磺化石墨烯，制备过程简单便捷，减少了环境污染，利用较低剂量的磺化石墨烯可以将高浓度的果糖转化为5-羟甲基糠醛，反应转化率和选择性高，有助于提高5-羟甲糠醛生产的经济性，现将该高转化率5‑羟甲基糠醛生产工艺及实施例介绍如下供研究参考：（511361  421315）

该项目由华炬新产品研究所技术咨询委员会多位专家根据目前国内该领域最新技术推荐的新技术、新产品、新工艺，
包括技术工艺、技术创新、技术配方、方法步骤及实例等方面的推荐，供同仁参考交流，
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