[发明专利]一种纤维素负载型催化剂的制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种纤维素负载型催化剂的制备方法与应用，其中一种纤维素固载化的催化剂的制备方法，其包括，制备氨基化纤维素；将所述氨基化纤维素溶解于有机溶剂中；低温搅拌时缓慢滴加硝酸，滴加完毕后再继续搅拌；抽滤所得固体经洗涤、干燥即可。该催化剂具有制备简单、绿色环保、催化活性高、可重复使用、成本低的优势，具有很好的实用性和经济性。

技术领域

本发明属于固体催化剂的制备技术领域，具体涉及一种纤维素负载型催化剂的制备方法与应用。

背景技术

硝酸是一种重要的均相催化剂，已被广泛应用于许多有机合成反应中，如醇的氧化，硫醚的氧化和缩醛反应等。由于均相硝酸催化剂腐蚀设备，难以从反应体系分离污染产物，不易回收使用，而且造成环境污染，所以有必要开发负载型的硝酸催化剂。纤维素在生物自然界储量丰富。由于其无毒，生物可降解，价格低廉等特点，自从被发现以来，一直是化学工作者特别是高分子研究者主要研究对象。

2,5-二甲酰基呋喃(DFF)是5-羟甲基糠醛最重要的衍生物之一，商业价格非常昂贵，到目前为止还没有大量的工业化生产，其在许多领域有广泛的应用：作为一种有机物单体，可作为药物中间体、杀菌剂和制备杀线虫剂原料；作为杂环配体应用；在电池分离器中作为聚乙烯醇的交联剂；是铸造用砂粘结剂的成分之－；与尿素合成生物基聚合物树脂；在电渡金属、分析化学、有机金属的前驱体、电子光学器械、有机荧光粉和发光体、合成多功能材料的单体等方面有广泛的应用。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述的技术缺陷，提出了本发明。本发明制备了一种纤维素负载型催化剂，催化剂载体具有无毒、自然丰富、可生物降解，是一种多功能化的生物聚合物，克服了硝酸作为均相催化剂的缺点，具有制备简单、绿色环保、催化活性高、可重复使用、成本低的优点，是一种良好的固体催化剂。

因此，作为本发明其中一个方面，本发明克服现有技术中存在的不足，提供一种纤维素负载型催化剂的制备方法与应用。

为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种纤维素固载化的催化剂的制备方法，其包括，制备氨基化纤维素；将所述氨基化纤维素分散于有机溶剂中；低温搅拌时缓慢滴加硝酸，滴加完毕后再继续搅拌；抽滤所得固体经洗涤、干燥即可。

作为本发明所述的纤维素固载化的催化剂的制备方法的优选方案，其中：所述制备氨基化纤维素，其为纤维素3～6g，干燥的甲苯20～40mL，在氮气保护下，缓慢滴加3-氨丙基三乙氧基硅烷4～6g，在回流条件下进行反应24h，反应结束后，冷却到室温，加入135mL的乙醇，经过滤后，用乙醇进行洗涤，得到氨基化的纤维素。

作为本发明所述的纤维素固载化的催化剂的制备方法的优选方案，其中：所述有机溶剂为正己烷。

作为本发明所述的纤维素固载化的催化剂的制备方法的优选方案，其中：所述低温搅拌为在0～4℃下搅拌；所述缓慢滴加其为在2h内缓慢加完。

作为本发明其中一个方面，本发明克服现有技术中存在的不足，提供一种纤维素固载化的催化剂，其H⁺含量为1.3mmol/g。

作为本发明所述的纤维素固载化的催化剂的优选方案，其中：重复使用5次，催化5-羟甲基糠醛制备2,5-二甲酰基呋喃的催化活性和选择性不下降。

作为本发明其中一个方面，本发明克服现有技术中存在的不足，提供纤维素固载化的催化剂的应用，其为可应用于糖的水解、醇的氧化、Hantzsch反应、烯烃的氧化，硫醚的氧化和缩醛反应中。

作为本发明所述的纤维素固载化的催化剂的应用的优选方案，其中：用于催化5-羟甲基糠醛制备2,5-二甲酰基呋喃。