成果介绍
目前国内异山梨醇的制备方法大多采用液体酸催化、减压蒸馏、有机溶剂萃取结晶等工艺,过程复杂、对反应设备的要求高、资源浪费、产生大量沉淀、环境污染严重,导致生产异山梨醇的成本居高不下。当前绿色化学的观念深入人心,环境友好的反应体系是未来的发展趋势。固体酸克服了液体酸的缺点,其表面既可以有 Brønsted 酸,也可以有 Lewis 酸,酸强度分布宽,具有易与液相反应体系分离、不腐蚀设备、后处理简单、对环境污染少、选择性高等特点,可在较高温度范围内使用,扩大了热力学上可能进行的酸催化反应的应用范围。固体酸作为一种绿色环保型催化剂引起了人们的极大兴趣, 已用于各种酸催化反应中。目前公开的专利文献中,异山梨醇的制备多数采用山梨醇溶液作为原料,使用液体酸或分子筛作为催化剂。但由于山梨醇制备异山梨醇反应为脱水反应,使用溶液作为原料时,反应过程中需要先将溶液中的水脱除,再进行反应物脱水,造成了部分能源浪费。
五氧化二铌作为一种新型催化材料,可以作为催化剂的活性组分、助剂或载体使用。由于其独特的酸性及氧化还原性,在许多反应中都表现出了较好的催化性能,已引起国内外学者的广泛关注。
成果亮点
1. 本工艺所述方法使用固体酸作为催化剂,具有收率高、选择性高、操作简便、污染小且易再生的优点,采用本发明方法制备的异山梨醇纯度为81%-95%,异山梨醇回收率可达到 85%以上,山梨醇转化率接近 100%。
2. 本工艺所述催化剂制备方法以自制的五氧化二铌为催化剂,在无溶剂、减压的条件下应用于山梨醇脱水生成异山梨醇,采用固体山梨醇作为原料,在熔融状态下进行反应,可以直接对反应物进行脱水,避免了重复行为造成的浪费。
3. 本工艺采用自制的氧化铌作为固体催化剂,五氧化二铌经过前处理过程,可以负载更多的表面酸, 对于山梨醇的脱水具有很好的催化效果, 能使山梨醇在较低的温度(130 ℃) 下实现两次脱水生成异山梨醇,且能够回收后重复利用,工业应用前景较好。
团队介绍
王新承,男,博士,讲师,硕士研究生导师
黄龙,男,博士,副教授,硕士生导师
成果资料
产业化落地方案