【摘 要】
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生物质是一类丰富的可再生能源,具有替代传统化石燃料的巨大潜力,同时解决能源消耗高、环境污染严重的问题。含有呋喃环、醛基和羟甲基的5-羟甲基糠醛（5-HMF）是重要的平台化合物之一,它是连接生物质和化石能源的关键桥梁。作为纤维素的基本结构单元,葡萄糖含量丰富,价格低廉易得,对5-HMF的转化具有较高的研究价值。各种酸催化剂已用于葡萄糖脱水反应,离子液体（ILs）由于具有可设计性,通过修改阳离子和阴离
【基金项目】
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教育部工程技术人才培养基金（No.19JDGC005）； 黑龙江省自然科学基金研宄项目（No.LH2022B017）；
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生物质是一类丰富的可再生能源,具有替代传统化石燃料的巨大潜力,同时解决能源消耗高、环境污染严重的问题。含有呋喃环、醛基和羟甲基的5-羟甲基糠醛（5-HMF）是重要的平台化合物之一,它是连接生物质和化石能源的关键桥梁。作为纤维素的基本结构单元,葡萄糖含量丰富,价格低廉易得,对5-HMF的转化具有较高的研究价值。各种酸催化剂已用于葡萄糖脱水反应,离子液体（ILs）由于具有可设计性,通过修改阳离子和阴离子组合,可以定制特定的酸功能化ILs,其作为催化剂和溶剂在生物质降解领域获得广泛应用。因此,本论文制备了新型的Y型和X型酸性功能化离子液体,并应用于葡萄糖转化为5-HMF。首先,设计并制备了 8种Y型酸性三阳离子液体[TrimILs]X3,应用于均相催化葡萄糖转化中。结果表明[TrimIL][AlCl4]3是最佳的催化剂,通过优化离子液体用量、反应溶剂、温度和时间等筛选出最佳反应体系,获得66.8%的5-HMF产率,该离子液体可以重复使用4次收率没有明显下降,此外该催化剂还可以实现对其他生物质的降解转化。然后,又设计并制备了8种X型酸性四阳离子液体[TeimILs]X4,相比于Y型,具有更强的酸性、更好的水溶性和较差的有机溶剂溶解性,并应用于双液相催化葡萄糖的转化中。结果表明[Teim-PS][AlCl4]4是最佳的催化剂,通过优化离子液体用量、反应溶剂、温度和时间等筛选出最佳反应体系,获得71.3%的5-HMF产率,该离子液体可以重复使用6次收率没有明显下降。在与其他工作体系进行对比后,显示出最佳催化体系的高催化活性。
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