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由于石油等化石资源的不可再生性,以化石资源为原料生产的基础化工产品面临资源枯竭的威胁。可再生的生物质资源由于廉价易得,成为最有可能的替代资源。5-HMF是一种重要的生物平台化合物,可合成一系列高能量密度的C-6化合物,成为石油能源替代品,对延缓现阶段能源危机起到重要作用。由生物质原料包括葡萄糖、果糖、蔗糖、淀粉、纤维素等脱水制备5-HMF是近年来本领域的研究热点。本论文为葡萄糖脱水制备5-HMF设计制备了AlCl3负载的固体酸催化剂,探索了一条合成5-HMF的绿色环保的催化体系,并用理论计算方法探索了AlCl3催化葡萄糖制备5-HMF可能的反应路径,为今后的研究提供了新的思路和指导方向。论文制备了低碳环保、稳定性能良好的活性炭负载氯化铝Lewis酸催化剂(AC-AlCl3)。AC-AlCl3能高效催化葡萄糖脱水制备5-HMF,且重复使用性能较好。在DMAC溶剂中,催化剂Al投量摩尔数与葡萄糖原料摩尔数比为4%,温度160℃,反应0.5小时,可获得34.1%的HMF产率,催化剂重复使用7次的活性没有明显下降。失活后经简单处理可恢复活性。对催化剂活性中心及失活原因的研究表明:AC-Al Cl3活性中心是负载在活性炭上的AlCl3,铝元素与氯元素共同起催化作用。失活主要原因是氯元素的流失,用稀盐酸洗涤烘干即可恢复活性。论文制备出兼备Lewis酸中心和Br?ns ted酸中心的竹炭磺酸负载氯化铝固体酸催化剂(BC-AlCl3)。相比于AC-AlCl3,BC-AlCl3在本反应中催化活性较低。可能的原因是相同质量的催化剂中氯化铝活性中心的量较少,而能有效催化脱水反应的Br?nsted酸中心-磺酸在该反应不能很好的发挥预期催化作用。采用Gauss ian 09软件,DFT/B3LYP方法,以氯化铝为催化剂,进行了葡萄糖脱水制备5-羟甲基糠醛反应机理的模拟计算。计算结果表明葡萄糖倾向先异构至果糖再进一步脱水生成5-HMF,反应需在较高温度下进行。