纤维素直接转化为γ-戊内酯催化剂研制和反应机理探索

项目名称： 纤维素直接转化为γ-戊内酯催化剂研制和反应机理探索

项目编号： No.21403269

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 朱善辉

作者单位： 中国科学院山西煤炭化学研究所

项目金额： 25万元

中文摘要： 纤维素直接转化为液体燃料γ-戊内酯具有重要的应用前景和理论价值。纤维素在酸催化作用下水解生成等摩尔的乙酰丙酸和甲酸，然后乙酰丙酸加氢还原成γ-戊内酯。目前该工艺过程存在一些问题，如收率较低、工艺较长、使用腐蚀性液体酸催化剂和需要外部氢源，产物和催化剂分离困难等。针对上述问题，本项目拟研制绿色固体酸-金属双功能催化剂开展纤维素一步法定向制备γ-戊内酯的研究，并且以副产物甲酸作为氢源。为实现固体酸催化剂的酸功能与金属催化剂的加氢性能有效耦合，并将纤维素一步转化为γ-戊内酯，本项目拟采用多种表征技术和反应釜评价，对催化剂制备和反应过程中的科学问题进行研究，具体包括：（1）固体酸-金属双功能催化剂的协同作用机制；（2）甲酸作为氢源的供氢机制；（3）纤维素降解并选择性生成γ-戊内酯的关键控制因素。本项目的成功实施将为生物质定向转化为高附加值产品和液体燃料提供理论和和实践借鉴。

中文关键词： 纤维素；γ-戊内酯；石墨烯；乙酰丙酸；催化

英文摘要： Direct conversion of cellulose to γ-valerolactone is becoming a highly promising pathway due to the decreasing fossil resources and increasing environmental issues. This pathway includes acid-catalyzed sequential hydrolysis to levulinic acid with by-produ

英文关键词： cellulose；γ-valerolactone；graphene；levulinic acid；catalysis