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生物质作为一类可再生的替代能源和资源受到人们越来越多的关注。木质纤维素是生物质的主要成分之一,木糖作为木质纤维素转化的一个主要产物,廉价易得。木糖在酸催化剂上发生环化反应生成的糠醛分子是工业生产重要的原料,围绕木糖脱水转化的高效固体酸催化剂研究成为了近年来的热点。我们组前期研究工作表明,水合氧化铌和氧化钽是一类“耐水型”固体强酸催化剂。本文围绕钽的化合物及木糖脱水反应,研究介孔磷酸钽的制备条件对材料织构和木糖脱水反应活性,选择性的影响,并且从副反应发生机理的角度解释了原因。首先,制备了一系列P/Ta不同比的介孔磷酸钽催化剂,研究了P/Ta比对催化剂织构和酸性质的影响。结果表明,P含量增加有利于介孔材料的形成。材料中P/Ta含量低于0.75时,没有有序介孔的生成。同时,P形成了材料中的P-OH,是磷酸钽催化剂主要的B酸来源,因此,磷含量的增加提高了材料中B酸含量。材料中质子酸和路易斯酸比例,即B/L,从P/Ta比为0.41的0.2提高到了P/Ta比为0.89的1.1。相比水合氧化钽,介孔磷酸钽有更大的比表面积、有序的介孔孔径分布和高比例的B酸酸位分布,具有优异的固体酸发展潜力。木糖脱水反应结果与催化剂中Br?nsted酸和Lewis酸含量有着密切的关系,将不同P/Ta比的介孔磷酸钽和水合氧化钽用于木糖脱水反应,研究了这些含钽催化剂的催化特点。随着P/Ta比从0.41上升到0.89,木糖的消耗速率不断降低,而糠醛的选择性随着P/Ta的增加经历了先升高后降低的过程。P/Ta比为0.84的介孔磷酸钽显示了最高的选择性,在这个催化剂上糠醛选择性达到72.1 mol%。对比水合氧化钽,磷酸钽在木糖脱水反应上具有更加优异的催化性能。对介孔磷酸钽B酸L酸比例与木糖脱水反应的速率和选择性进行关联,发现L酸含量的减少会降低反应速率,但糠醛选择性随着B酸L酸比例变化显示出了火山型变化规律。TaOPO4-0.89由于有较多的微孔结构,虽然其B酸含量高,但是糠醛选择性有所下降。通过碳正离子稳定性解释了B酸L酸对糠醛选择性有差异的原因。为了进一步证实酸种类对糠醛选择性的影响,进行选择性毒化B酸酸位实验,通过中毒实验,仅仅改变了反应体系中B酸含量,使得结论更有说服力。