開發(fā)綠色高效催化劑將碳水化合物轉(zhuǎn)化為平臺化合物5-羥甲基糠醛是生物質(zhì)再循環(huán)利用研究的目標。以氧化石墨（GO）和P25TiO₂為原料,采用一步水熱法制備了3種不同石墨烯質(zhì)量分數(shù)的鈦酸納米管/石墨烯（H₂Ti₃O₇NT/RGO）復合材料,利用XRD、SEM、TEM、BET表征手段對其進行物相結(jié)構(gòu)、微觀形貌、比表面積分析,并采用微波輔助加熱方法將其應用于催化果糖脫水制備5-羥甲基糠醛。研究結(jié)果表明:采用微波輔助加熱方法可以縮短反應時間,當石墨烯質(zhì)量分數(shù)為5%時,以二甲基亞砜（DMSO）為溶劑,反應溫度為150℃,反應時間為9 min時,利用鈦酸納米管和石墨烯的協(xié)同作用,5-羥甲基糠醛收率可達到51.1%,并且該催化劑具有良好的重復使用性能,重復使用3次5-HMF收率基本保持不變。 

【文章來源】：化學工程. 2020,48(03)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

樣品的XRD圖

圖2是樣品的SEM圖。由圖2(a)可以看出H2Ti3O7NT的形貌由一維方向延伸的納米管狀結(jié)構(gòu)組成(結(jié)合TEM分析),互相彎曲纏繞,直徑約為10—30 nm,長度大約幾百納米;由圖2(b)可知,前驅(qū)體GO質(zhì)量分數(shù)為2.5%時,可以看到許多相互重疊的H2Ti3O7NT,而石墨烯質(zhì)量分數(shù)較少導致其不能被觀察到;由圖2(c)可知增加GO質(zhì)量分數(shù)至5%時,可以觀察到輪廓較為清晰的H2Ti3O7NT和邊緣處褶皺的石墨烯;由圖2(d)可知當前驅(qū)體GO質(zhì)量分數(shù)進一步增加至10%時,SEM圖中只能看見褶皺的石墨烯,H2Ti3O7NT的數(shù)量較少,可能的原因是是石墨烯質(zhì)量分數(shù)太高,導致納米管被包裹。綜上所述,當GO質(zhì)量分數(shù)為5%時,最有可能發(fā)揮石墨烯和H2Ti3O7NT的協(xié)同作用。2.1.3 TEM分析

圖3是樣品的TEM圖。由圖3(a)可以看出,H2Ti3O7NT的形貌是由交錯纏繞的納米管狀結(jié)構(gòu)組成。圖3(b)—3(d)分別是HR-2的TEM圖(含高分辨),選區(qū)電子衍射圖以及EDS元素分布圖。圖3(b)可以清楚的看到褶皺的石墨烯和輪廓清晰的H2Ti3O7NT。圖3(c)中可以清晰地看到層間距為0.35 nm的晶格指紋,其對應H2Ti3O7NT(110)面的晶面間距。另外,EDS圖中進一步揭示了HR-2復合材料的主要元素組成,在復合材料中能同時觀察到Ti,C,O 3種元素,而且也可以看出各元素在在整個樣品中均勻分布。2.1.4 比表面積及分析

【參考文獻】：
期刊論文
[1]新型磺化碳基材料催化果糖制備5-羥甲基糠醛[J]. 李黎峰,沈忠權(quán),厲岑怡,陳紀忠.  高校化學工程學報. 2016(06)
[2]固體酸WO3/ZrO2催化果糖脫水合成5-羥甲基糠醛[J]. 劉彥麗,王福余,王崇,趙振波.  化工進展. 2014(01)

碩士論文
[1]石墨烯/鈦酸納米管復合光催化劑的制備和性能研究[D]. 翟茜茜.上海交通大學 2012



本文編號：3383488