钌取代的磷钼钒多金属氧酸盐在γ-戊内酯制备中的性能研究

邵雪婷， 孙 钟， 时君友， 段喜鑫*

(1.北华大学 材料科学与工程学院，吉林 吉林 132013； 2.东北电力大学 化学工程学院，吉林 吉林 132012)

γ-戊内酯(GVL)被认定是一种重要的生物衍生平台化学品，既可以用作燃料添加剂，也可以通过化学转化制备高级烃类燃料。同时GVL也是目前最具前景的生物质转化绿色溶剂，不但能够促进纤维素、半纤维素的溶解，也能溶解反应过程中产生的副产物胡敏素[1]，降低其在反应底物表面的附着程度进而可以提高目标产物的选择性。目前常规的GVL合成方法是纤维素经水解、脱水、再水合得到乙酰丙酸(LA)，然后LA加氢环化[2]。从LA制备GVL通常有2种路线：一种是LA先加氢生成不稳定的中间体γ-羟基戊酸，再通过分子内酯化发生闭环并自发脱水生成GVL；另一种是LA先脱水形成当归内酯，然后再氢化生成GVL。反应过程中通常需要H2和贵金属(如Ru、Pt、Pd等)催化剂，王琰[3]采用铱(Ir)催化剂，在1 MPa 的H2压力和120 ℃下催化LA转化制备GVL，GVL产率最高可达98%。但均相催化体系存在反应条件苛刻，所需的贵金属催化剂成本高昂，副产物较多导致产物选择性低，以及金属的回收利用困难等问题，近年来非贵金属逐渐替代贵金属的非均相催化体系发展了起来。张迪[4]采用负载型Ni/HZSM-5催化剂，以3 MPa 的H2为氢源，催化LA和纤维素转化制备GVL，GVL产率分别达到85.9%和31.9%。但由于GVL制备过程中使用H2导致其生产成本较高，温度高，能耗较大，因此近年来采用非贵金属或酸改性贵金属非均相催化剂，酸、醇等有机溶剂作为H2的替代氢源来制备高产率的GVL受到了极大关注。……