功能化石墨烯合成及在單糖催化中的應用.pdf

1、生物質能源具有總量豐富，清潔和可再生等優(yōu)點，因此生物質能源是未來代替化石能源的很好的選擇?？梢杂行Э朔茉此媾R的問題:儲量不足和其燃燒帶來的嚴重的環(huán)境污染。纖維素是儲量豐富的生物質資源，而葡萄糖則是形成纖維素分子的單體，單糖的降解反應是研究纖維素轉化為小分子平臺化合物的關鍵步驟，本文以單糖為反應底物進行實驗。
　　石墨烯具有優(yōu)異的物理化學性能，是近些年來研究人員關注的焦點。氧化石墨烯表面含有大量的含氧官能團，如羥基，羧基和環(huán)

2、氧基，這些基團的存在會大大促進其本身的水溶性，也為功能化石墨烯的合成提供了可能。石墨烯的功能化主要包括兩種:共價鍵功能化和非共價鍵功能化。本文分別利用這兩種功能化的方法合成了兩種催化劑，并分別探究了它們的催化性能。
　　在第二章中，我們以1，3-丙磺酸內酯為磺化試劑，以氫化鈉作為還原劑，合成出磺化石墨烯固體酸催化劑。然后利用FT-IR，元素分析，TGA，XPS，SEM和TEM對其進行表征，結果表明磺酸基團已經成功地嫁接到了石墨烯的

3、表面。利用該催化劑催化葡萄糖降解反應，通過改變催化劑濃度，反應溫度和反應時間來探究反應的最合適的條件。實驗結果顯示，反應的最適宜條件為:葡萄糖/催化劑=8∶1，反應溫度:200℃，反應時間:2h，水:20ml。在最佳反應條件下，甲酸，乳酸和HMF三種產品的產率分別為15.39％，7.75％和28.8％，對應的總產率為51.94％。經過五次循環(huán)利用之后，此固體酸催化劑仍然具有較高的反應活性，表明該催化劑擁有良好的熱穩(wěn)定性。
　　在第

4、三章中，我們利用強力超聲法合成了WO3@GO催化劑。用磷鎢酸作為WO3顆粒的來源。然后利用FT-IR和TEM對新材料進行表征，紅外譜圖結果表明WO3已經存在，通過TEM照片可以進一步觀察WO3顆粒在氧化石墨烯(GO)表面的分布情況，結果表明WO3已經在GO表面分布均勻。通過改變反應溫度，反應時間和催化劑用量等實驗參數(shù)來尋找最優(yōu)反應條件，實驗結果表明，最佳反應條件為:果糖/催化劑=8∶1，反應溫度:160℃，反應時間:2h，水:20ml，