催化碳水化合物“一锅法”转化为高附加值呋喃衍生物的双功能两性材料制备及性能研究

基本信息
批准号:21576059
项目类别:面上项目
资助金额:65.00
负责人:杨松
学科分类:
依托单位:贵州大学
批准年份:2015
结题年份:2019
起止时间:2016-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:李虎,刘晓芳,贺健,张衡,卢业敏,刘彦修,杨凯丽,黄珊,李振兴
关键词:
多相催化功能化亲/疏水材料生物质生物能源呋喃衍生物
结项摘要

Design and preparation of catalysts or catalytic processes with high efficiency as well as studies on catalytic performance and mechanism are considered to be important basic researches in the selective transformation of biomass, and are also the important direction in current study of comprehensive utilization of biomass. Biomass, especially carbohydrate/sugar, is regarded as one of the most abundant renewable resources in the world. However, it is extremely difficult to find an efficient catalytic system on one-pot transformation of inedible cellulose (six-carbon sugar) and hemicellulose (five-carbon and six-carbon sugars) into biofuels and high value-added chemicals. In our previous studies, we designed and prepared a series of functional heterogeneous catalyst which could effectively catalyze six-carbon sugars into furan derivatives, and studies on reaction mechanisms were also carried out. Hereby, this project will further modify the structure of the previously prepared catalysts by reserving original catalytic active site while introducing a hydrophobic catalyst or a secondary active site, expecting to achieve one-pot conversion of carbohydrates especially natural source biomass to value-added furan-type compounds with the assistance of macroscopic or microscopic two phase system. Through the structure characterization of catalysts and the mechanism research of catalytic processes, we are going to figure out the catalytic performance of bifunctional hydrophilic/hydrophobic materials, so as to provide a scientific basis for the preparation of highly efficient catalysts and the effective conversion of biomass.

高效催化剂或催化体系的创制以及相应催化性能和机理的探讨是生物质定向转化过程中重要的基础研究,也是当前生物质综合利用研究的重要方向。生物质特别是糖类被认为是全球范围内最丰富的可再生资源,但高效催化纤维素(六碳糖)和半纤维素(五碳糖和部分六碳糖)经“一锅法”转化为生物燃料和高附加值化学品仍极其困难。申请者在前期工作中设计和制备出一系列功能化多相催化剂,从中筛选出可将六碳糖高效转化为呋喃衍生物的高效催化剂,并对催化反应机理进行了一定的研究。本申请拟以前期工作为基础,对先前的催化剂进一步结构修饰和改造,在保留原有催化活性位点的基础上,引入二次转化疏水性催化剂或者活性位点,以期在宏观或者微观两相体系的辅助作用下催化碳水化合物特别是天然源生物质“一锅法”转化为高附加值呋喃衍生物。并通过结构表征和机理研究,探讨双功能两性材料的催化性能与结构关系,为高效催化剂的创制与生物质有效转化和利用提供科学依据。

项目摘要

按照研究计划开展了系列研究工作,设计和制备出系列两性功能金属有机框架、双酸沸石/有机-无机杂化材料、磁性酸-碱双功能材料、酸-碱双功能介孔杂化材料等固体催化剂,并成功应用于催化生物质转化中(如碳水化合物催化转化为γ-戊内酯(GVL)或乙酰丙酸酯等高值分子、生物质含氧化合物催化转移加氢或氢化脱氧过程、油料转化为生物燃料等)。研究结果对生物质碳水化合物新型转化路径的开发以及高效两性功能材料的构筑提供了一定的参考。.在宏观两相体系研究的基础上,针对性构建表面亲水、内腔/孔道疏水且分别具备两种不同活性位点的多孔催化剂,进而通过这种单相微催化环境实现两相反应介质同样的辅助作用。此外,开展了上述催化剂应用于直接催化生物质转化为呋喃衍生物的工艺优化研究,探寻合适的加热模式、氢源等。基于上述研究,设计和制备出高效双功能两性材料实现了催化生物质“一锅”多步转化为呋喃衍生物,并运用相应的表征和测试手段探讨催化剂材料结构与催化活性之间的变化规律,提出催化剂活性中心的作用机制、活性调控方法等。所得实验和理论成果可为生物质资源的综合利用提供较好的技术积累和支撑,具有进一步研究的潜力。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

病毒性脑炎患儿脑电图、神经功能、免疫功能及相关因子水平检测与意义

病毒性脑炎患儿脑电图、神经功能、免疫功能及相关因子水平检测与意义

DOI:10.13210/j.cnki.jhmu.20190508.001
发表时间:2019
2

EBPR工艺运行效果的主要影响因素及研究现状

EBPR工艺运行效果的主要影响因素及研究现状

DOI:10.16796/j.cnki.1000-3770.2022.03.003
发表时间:2022
3

基于国产化替代环境下高校计算机教学的研究

基于国产化替代环境下高校计算机教学的研究

DOI:
发表时间:
4

外泌体在胃癌转移中作用机制的研究进展

外泌体在胃癌转移中作用机制的研究进展

DOI:10.12354/j.issn.1000-8179.2021.20201763
发表时间:2021
5

珠江口生物中多氯萘、六氯丁二烯和五氯苯酚的含量水平和分布特征

珠江口生物中多氯萘、六氯丁二烯和五氯苯酚的含量水平和分布特征

DOI:10.7524 /j.issn.0254-6108.2017122903
发表时间:2018

杨松的其他基金

批准号:20562003
批准年份:2005
资助金额:25.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:41867038
批准年份:2018
资助金额:40.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:61802018
批准年份:2018
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51209182
批准年份:2012
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31160164
批准年份:2011
资助金额:41.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:21172048
批准年份:2011
资助金额:58.00
项目类别:面上项目
批准号:11701414
批准年份:2017
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21372052
批准年份:2013
资助金额:83.00
项目类别:面上项目
批准号:41662021
批准年份:2016
资助金额:38.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:41701086
批准年份:2017
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30300292
批准年份:2003
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:U1462109
批准年份:2014
资助金额:60.00
项目类别:联合基金项目
批准号:20762002
批准年份:2007
资助金额:18.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:21877021
批准年份:2018
资助金额:67.50
项目类别:面上项目
批准号:21776149
批准年份:2017
资助金额:64.00
项目类别:面上项目
批准号:51003122
批准年份:2010
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目

相似国自然基金

1

果糖“一锅法”合成呋喃二甲酸磁性双功能催化剂的构建及其性能研究

批准号:21203252
批准年份:2012
负责人:张泽会
学科分类:B0202
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
2

催化碳水化合物“一锅法”转化为长链烷烃燃料的基础研究

批准号:21666008
批准年份:2016
负责人:李虎
学科分类:B0811
资助金额:40.00
项目类别:地区科学基金项目
3

葡萄糖“一锅法”合成2,5-二甲基呋喃磁性双功能催化剂的构建及催化机理

批准号:21303035
批准年份:2013
负责人:肖文军
学科分类:B0202
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
4

生物质基石墨化碳材料的制备与改性及其在无金属催化单糖“一锅法”制2,5-呋喃二甲醛中的性能研究

批准号:21908184
批准年份:2019
负责人:赵峻
学科分类:B0811
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目