【摘 要】
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以金属氯化物为催化剂,研究金属离子对葡萄糖异构化和脱水反应的催化特性.考察金属离子种类、用量和温度对反应过程的影响,用动力学模型拟合实验数据,定量分析金属离子的催化规律.葡萄糖脱水制备HMF的反应是一个串联反应,基于此机理构建的动力学模型能准确描述各组分浓度随时间的变化.Ni2+、Cr3+和Sn4+具有良好的催化活性,但3种金属离子呈现不同的催化特性.Sn4+的葡萄糖转化速率最快,Ni2+最慢,但Sn4+的副反应速率常数是Ni2+的约20倍.实验范围内,增加Ni2+用量,葡萄糖异构化和副反应速率加快,但对
【机 构】
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杭州职业技术学院生态健康学院,浙江杭州310018;杭州油脂化工有限公司,浙江杭州311228
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以金属氯化物为催化剂,研究金属离子对葡萄糖异构化和脱水反应的催化特性.考察金属离子种类、用量和温度对反应过程的影响,用动力学模型拟合实验数据,定量分析金属离子的催化规律.葡萄糖脱水制备HMF的反应是一个串联反应,基于此机理构建的动力学模型能准确描述各组分浓度随时间的变化.Ni2+、Cr3+和Sn4+具有良好的催化活性,但3种金属离子呈现不同的催化特性.Sn4+的葡萄糖转化速率最快,Ni2+最慢,但Sn4+的副反应速率常数是Ni2+的约20倍.实验范围内,增加Ni2+用量,葡萄糖异构化和副反应速率加快,但对果糖脱水过程没有催化活性.增加Cr3+用量能显著提升葡萄糖异构化速率,对其它反应影响不大.随着Sn4+用量的增大,各步反应速率均加快,但整个反应过程中的副反应的严重程度有所降低.反应速率常数随温度的变化规律遵循Arrhenius模型,对Ni2+而言,升高温度更能促进果糖副反应的发生;金属离子为Cr3+时,升高温度有利于果糖脱水生成HMF;而对于Sn4+,升高温度则更有利于葡萄糖的异构化.
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