[发明专利]一种聚苯胺木质素磺酸负载硝酸铝催化剂的制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种聚苯胺木质素磺酸钠负载硝酸铝催化剂的制备方法及其产品应用，其包括，先将木质素磺酸钠与苯胺、过硫酸铵通过聚合得到聚苯胺木质素磺酸钠复合物，然后在氮气的氛围中，85℃回流条件下将硝酸铝负载到聚苯胺木质素磺酸钠复合物上，得到新型非均相催化剂。本发明提供的催化剂制备简单，原料来源丰富，成本低廉，对葡萄糖具有较高的催化活性，能与溴化钠共同催化葡萄糖一锅法制备DFF。

技术领域

本发明涉及一种非均相催化剂的制备技术领域，具体涉及一种聚苯胺木质素磺酸负载硝酸铝催化剂的制备方法及其应用。

背景技术

葡萄糖是自然界分布最广泛的一种单糖，在医药和食品加工行业都有着重要的应用价值，由于其产量丰富且价格低廉，对其进行深加工已经成为目前专家学者们研究的重点之一。将葡萄糖转化为5-羟甲基糠醛、2，5-呋喃二甲醛有着良好的应用前景，5-羟甲基糠醛作为一种重要的生物质基平台化合物，已经被广泛用作生产萃取剂、溶剂、硫化剂以及制造药品、化妆品、香料的原料；2，5-呋喃二甲醛也在许多领有广泛的应用，可作为有机物单体、抗真菌药物、医药中间体，同时还可用于制备大环配体、有机导体、和新型高分子材料等。

目前2，5-呋喃二甲醛(DFF)的合成主要利用5-羟甲基糠醛(HMF)选择性氧化。传统制备5-HMF是通过果糖在酸催化下脱去三分子水而得，反应过程一步到位，但在反应中产率低、成本高，过程中使用的酸催化剂，对设备的腐蚀严重，且其性质较活泼保存困难，使得制备5-HMF有一定的困难，价格也较为昂贵。

因此，以绿色环保、价格低廉的葡萄糖为原料制备HMF，甚至一锅法得到DFF，具有相当大的实际应用价值。在均相催化剂的实验中，发现硝酸铝催化葡萄糖脱水和异构化反应效果好，另外聚苯胺和木质素磺酸钠都具有可以与铝络合的原子，从而可以将均相催化剂负载转变为非均相催化剂。

催化剂载体原料木质素磺酸钠可从传统的亚硫酸盐法制浆和其他改进的亚硫酸盐法制浆过程中产生的废水中提取出来。

所以聚苯胺木质素磺酸钠负载硝酸铝非均相催化剂能克服均相催化剂分离困难、无法回收利用等技术问题，且催化剂廉价，反应过程绿色无毒，安全环保，有较高的2，5-呋喃二甲醛收率，具有较高的使用价值。

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。

鉴于上述和/或现有技术中存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明的目的是，克服现有的2，5-呋喃二甲醛产物分离困难，合成原料昂贵、或合成过程复杂且催化剂有毒、昂贵等问题，提供一种聚苯胺木质素磺酸钠负载硝酸铝催化剂的制备方法，该催化剂制备方法简单、原料廉价，可以催化转化葡萄糖得到中等收率5-羟甲基糠醛，并且能与NaBr共同作用催化转化葡萄糖，一步法得到2，5-呋喃二甲醛。

为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种将硝酸铝负载到聚苯胺木质素磺酸钠复合物上的催化剂的制备方法，其特征在于：包括，

将木质素磺酸钠和过硫酸铵分别溶于盐酸溶液中，25℃水浴，再将苯胺加入到木质素磺酸钠溶液中，搅拌均匀后备用；然后将过硫酸铵的盐酸溶液滴加到苯胺-木质素磺酸钠溶液中，25℃水浴中静置24h，过滤、去离子水洗涤、60℃的烘箱干燥，得到聚苯胺木质素磺酸钠复合物；

取上述聚苯胺木质素磺酸钠复合物分散于无水乙醇，缓慢滴加硝酸铝溶液，在惰性气体的保护下进行回流反应，然后冷却、抽滤、丙酮洗涤、60℃的烘箱干燥，得到所述聚苯胺木质素磺酸复合物负载硝酸铝催化剂。

作为本发明所述的聚苯胺木质素磺酸钠负载硝酸铝催化剂制备方法的一种优选方案，其中：所述木质素磺酸钠为0.01～0.8g；所述过硫酸铵为3～6g。