摘要：评价绿色催化合成方法的主要标准包括催化剂、试剂或溶剂、反应条件和后处理等。随着绿色化学的不断发展,水相催化或无溶剂合成表现出明显的优势,在催化双吲哚基甲烷衍生物的合成方面更是受到广泛的关注。但是目前尚无针对吲哚基甲烷催化反应过程以及是否使用试剂或溶剂等相关问题的综述报道。因此,对近十年来水相或无溶剂催化合成吲哚基甲烷的反应方法进行了综述,其目的是为指导和设计更为绿色、洁净的合成吲哚基甲烷新方法和思路,尤其在水相和无溶剂催化方面。

摘要：该研究针对第三个关键科学问题"解聚产物催化转化制备先进液体燃料的机理及产物选择性控制规律"开展基础性研究工作。在糖类衍生物水相催化制液体烷烃燃料的反应机理、产物控制规律研究和相关高效催化剂体系设计等方面进行了探索。针对糖类衍生物水相催化合成HMF,发展了高效的类微乳反应体系和NaHSO_4-ZnSO_4催化剂体系,可有效避免副产物生成和HMF的进一步降解,获得高达57%的HMF收率。发展MOFs内嵌杂多酸和Ru粒子的高效催化剂,通过金属与酸的功能匹配,实现了纤维素等一步转化为山梨醇,山梨醇收率达到58%。制备了Ni基金属-酸双功能催化剂应用于山梨醇/木糖醇转化为C5/C6烷烃,通过金属组分、载体等的调控作用和反应机理研究,实现C5/C6烷烃产物的定向催化合成,收率超过90%。针对糠醛与丙酮的缩合反应,设计合成了高效MgO/NaY固体碱催化剂,碱性质及MgO与NaY的协同催化作用可有效活化糠醛与丙酮分子,加快反应速率,获得高达98%的C8-C15缩合产物,设计合成了Pt/SiO_2-ZrO_2催化剂,通过调控催化剂的组成结构和产物加氢脱氧路径分析,获得收率达到70%的C8-C15烷烃产物,催化剂连续运行120 h不失活,具有较好的稳定性。针对酚类衍生物催化制备液体烷烃燃料,设计合成了离子液共聚物负载的Ru催化剂,通过离子液共聚物稳定Ru纳米粒子的金属-酸双功能的协同催化作用(金属中心的C-C键加氢饱和,酸中心的C-O断裂),实现了苯酚及其衍生加氢脱氧高效转化为液体烷烃。针对苯酚选择性加氢制环己酮,设计合成了高效的聚苯胺修饰碳纳米管负载Pd催化剂,通过聚苯胺修饰碳纳米管的电子调控对苯酚及其衍生物的选择性吸附和Pd活性组分的协同加氢作用,实现了苯酚及其衍生物定向转化为环己酮衍生物,环己酮收率高达99%。在上述研究基础上,我们率先在国内建立了年产150吨规模的生物汽油验证研究系统。

摘要：该报告通过开展木质纤维素高温液态水-超低酸与酶高效水解技术，丙酮丁醇发酵技术及烷烃水相重整制备技术的研究，探索了不同工艺条件对纤维素转化率，糖产率、发酵抑制物生成量等影响，并建立了相应的数学模型。采用紫外谤变和化学谤变法研究和选育出具有较高耐受性、高转化率的已糖和戊糖共发酵丙酮丁醇梭茼，确定丙酮丁醇梭茼发酵的工艺条件。开发研制出高性能复合分子筛负载型水相重整镍基催化剂，探索出葡萄糖．木糖的水相催化转化工艺，并对水相重整的关键参数进行优化；设计建成了年产450t／年生物汽油和燃料丁醇的生产示范中试系统，探索了水解装置，丁醇丙酮发酵装置与生物汽油生产装置之间的偶联集成，并对系统进行了调试运行：在水解和发酵中试系统的运行阶段，半纤维素水解率达到90％以上，纤维素水解率达到80％以上，水解液中总糖浓度迭3％-10％；戊糖．己糖转化率均大于86％，总糖转化率为87％。对水解液经复合吸附剂脱毒和丙酮丁醇梭菌发酵后，产品中丁醇比例大于65％，最终总产品液度达到2．2wt．％，丁醇浓度达到1．4wt．％。而在水相重整制取生物汽油系统运行阶段，总碳转化率维持在85％左右；产物中C5．C6的选择性在80-90％之间，其中异构烷烃所占比例约为20％，催化剂连续使用72h活性未见下降。