自发电选择性氧化法合成2,5-呋喃二甲醛的研究

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本文以5-羟甲基糠醛(HMF)为原料,以铂钌合金为催化剂,经自发电选择性氧化法合成了2,5-呋喃二甲醛(DFF),并对反应工艺条件和机理进行了系统地研究。  为此,分别通过BET、XRD、XPS、TEM、TPR等方法,测试了Pt和Ru的单金属及其不同配比的复合物共五种纳米催化剂的形貌、构成、表面价态等物化性能,通过循环伏安法及线性伏安法测试了上述催化剂修饰电极(阳极)在HMF氧化反应体系中的电子交换能力,结合热力学理论计算,确定了上述催化剂电极(阳极)形成的原电池的自发电能力,并对官能团选择性催化氧化机理进行探讨,优选出Pt-Ru(1∶1)催化剂,进行HMF的自发电选择性氧化反应,考察了各工艺条件对反应物转化率及目标产物选择性的影响,获得适宜的工艺条件:pH=1,阳极流速5mL/min,阴极反应物O2(1.5bar)流速100mL/min,离子交换膜为Nafion117(177μm),反应温度50℃。在此条件下,DFF选择性和收率分别可达90%和41%。
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