[发明专利]基于微波水热的定向解聚重构高效合成HMF的方法

说明书

本发明提供基于微波水热的定向解聚重构高效合成HMF的方法，原料包括绿植废物、作物秸秆和污染修复植物，其操作步骤如下；A、原料预处理：使用者预先将绿植废物、作物秸秆和污染修复植物进行清洗，随后使用者将绿植废物、作物秸秆和污染修复植物表面的水渍进行自然吹干。本发明通过原料预处理、原料粉碎、原料过滤、微波加热、水解、异构和重构的工作流程的配合，使用者通过第一催化剂提高了HMF的产率，同时提高了原料的反应速率，随后利用微波的热效应和电磁效应显著地提高化学反应的速率和改变了反应机制，缩短了反应时间，同时提高了HMF的产率，解决了传统合成HMF的方法合成效率低下的问题。

技术领域

本发明涉及HMF领域，尤其涉及基于微波水热的定向解聚重构高效合成HMF的方法。

背景技术

HMF即为5-羟甲基糠醛，5-羟甲基糠醛是由葡萄糖或果糖脱水生成的化学物质，分子中含有一个呋喃环，一个醛基和一个羟甲基，其化学性质比较活泼，可以通过氧化、氢化和缩合等反应制备多种衍生物，是重要的精细化工原料。

HMF作为一种重要的化工原料，使用者需要对其进行大量制备，在针对植物类固废资源化的解聚时出现了瓶颈，使用者无法利用植物类固废高效合成HMF，从而无法对植物类固废资源进行循环再利用，继而使植物类固废资源被大幅度浪费。

因此，有必要提供基于微波水热的定向解聚重构高效合成HMF的方法解决上述技术问题。

发明内容

本发明提供基于微波水热的定向解聚重构高效合成HMF的方法，解决了传统合成HMF的方法合成效率低下的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供的基于微波水热的定向解聚重构高效合成HMF的方法，原料包括绿植废物、作物秸秆和污染修复植物，其操作步骤如下；

A、原料预处理：使用者预先将绿植废物、作物秸秆和污染修复植物进行清洗，随后使用者将绿植废物、作物秸秆和污染修复植物表面的水渍进行自然吹干；

B、原料粉碎：使用者将洗净吹干之后的绿植废物、作物秸秆和污染修复植物放在粉碎机内搅拌，将绿植废物、作物秸秆和污染修复植物粉碎成浆糊状；

C、原料过滤：使用者将浆糊状的绿植废物、作物秸秆和污染修复植物从粉碎机内取出，并通过过滤网将汁液过滤至盛放器皿中；

D、微波加热：使用者将汁液倾倒入第一耐压反应釜中，随后使用者通过微波作为热源，并且投入第一催化剂，使汁液进行快速溶解并且重结晶，从而得到HMF颗粒，并将HMF颗粒耐压反应釜中取出，同时在微波对第一耐压反应釜加热时，液体在液化时会产生葡聚糖、葡萄糖、果糖、腐殖质以及副产物糠醛和乙酰丙酸；

E、水解：使用者将HMF颗粒投入第二耐压反应釜，并且在第二耐压反应釜中添加第二催化剂，同时对第二耐压反应釜进行微波加热，此时第二催化剂对HMF进行水解；

F、异构：HMF脱水解离之后，同时会发生脱羧异构化平衡反应；

G、重构：此时下游腐殖化与脱羧异构化之后的HMF进行中和，并且重构平衡。

优选的，所述在步骤D中，微波对第一耐压反应釜的加热温度控制在120℃—200℃，且加热时间为10—30min。

优选的，所述在步骤D中，第一催化剂为介孔分子筛催化剂，且第一催化剂的材料为Sn-MCM-41(50)。

优选的，所述在步骤D中，微波创造了一个高温高压反应环境，且第一反应釜的密封效果极佳。

优选的，所述在步骤D中，第一耐压反应釜中设置有搅拌杆，且搅拌杆的搅拌时间为10—30min。

优选的，所述在步骤E中，微波对第二耐压反应釜的加热温度为80℃—220℃，且第二催化剂的材质为布朗斯特酸和路易斯特酸的混合。