1. 研究目的与意义
研究目的：
糖类(葡萄糖、果糖、纤维素等)等储量巨大的生物质资源是碳中性的可再生资源，它们可用于生产生物燃料和各种有价值的化学产品。5-羟甲基糠醛(5-hmf)是源自生物质的一种用途广泛的平台化合物，以它为原料可合成很多高附加值的化合物，因此被人们称为联系碳水化合物化学与石油基础工业化学的桥梁化合物。己糖脱水制备5-hmf的反应过程涉及多种物质，有未反应完全的己糖、产物5-hmf、乙酰丙酸和甲酸等，反应体系组成复杂。而且己糖对紫外吸收弱，5-hmf高温下易分解，这也为反应体系中物质的分析造成了很大的困难。本次研究的目的既在基于以往的研究基础上进一步探讨5-hmf的新型催化材料制备，及其在不同的反应条件下制得的催化性能强弱，提高化工生产的经济性以及拓展研发方向新思路。
研究意义：
2. 国内外研究现状分析
国外研究进展：
1、2010年mcneffa[1]等报道使用固体酸tio2-zro2:催化单糖、多糖及纤维素等物质，选用固定流化床反应器,并记录在特定接触时间原料的转化率和5-hmf的产率，使用23%单糖水溶液和甲基异丁基甲酮混合形成两相体系，反应温度267℃，反应时间1h，有机相和水相质量分数比为5:1的条件下纤维素转化率为87%,5-hmf的收率达35%。在两相反应体系中，有机相和水相互不相容，5-hmf在水相中生成又被萃取到有机相中，避免5-hmf在水相中水解成乙酞丙酸和甲酸，提高了反应选择性。
2、2011年ken'ichiro[2]等报道ru/γ-a12o3:催化纤维素降解。纤维素在220℃下分解，其分解液中含有单糖、二糖、少量聚糖和5-hmf等物质，研究表明分解液中5-hmf对细胞生长有抑制作用。在生物酶合成聚3-羟基丁酸酯p(3hb)的过程中发现，5-hmf的降解利于p(3hb)的生成。结果表明，ru/γ-a12o3催化纤维素降解并与微生物结合，制备p(3hb)塑料材料。
3. 研究的基本内容与计划
研究内容：
本研究以磺化碳基材料作为sn金属颗粒的载体。用一种简单的、易于操作的负载方法将sn颗粒直接引入到磺基碳材料上，得到一系列不同sn负载量的催化剂。拟通过xrd、bet、及ftir等表征手段，清晰的认识催化剂的结构及形态，并将应用于催化葡萄糖转化形成5-hmf，并期望能够得到理想的效果。
研究计划：
4. 研究创新点
以可再生的生物质为原料生产精细化学品逐步成为化学化工领域重要的研究方向。近年来，生物质作为一种非常有潜力的可再生资源受到了人们越来越广泛的重视，当采用生物质为原料时,也可以与其他的化石能源相同通过化学转化的方法将其转化为带有特殊官能团结构的各种化合物,从而可以生产多种精细化学品,以此来取代传统的石油方法。本项目的特色在于设计新型结构的催化剂来提高催化活性位的分散度和稳定性，并有可能提高目标产物的产率与选择性。本次研究的创新即在基于以往的研究基础上进一步探讨5-HMF的新型催化材料制备，及其在不同的反应条件下制得的催化性能强弱，提高化工生产的经济性以及拓展研发方向新思路。
