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Selective preparation of 1-hydroxy-3,6-dioxabicyclo[3.2.1]octan-2-one by fast pyrolysis of cellulose catalyzed with metal-loaded nitrided HZSM-5.
Bioresource Technology ( IF 9.7 ) Pub Date : 2020-04-11 , DOI: 10.1016/j.biortech.2020.123370 Zhen-Xi Zhang 1 , Bin Hu 1 , Yang Li 1 , Kai Li 1 , Qiang Lu 1
Bioresource Technology ( IF 9.7 ) Pub Date : 2020-04-11 , DOI: 10.1016/j.biortech.2020.123370 Zhen-Xi Zhang 1 , Bin Hu 1 , Yang Li 1 , Kai Li 1 , Qiang Lu 1
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1-Hydroxy-3,6-dioxabicyclo[3.2.1]octan-2-one (LAC) is a valuable chiral compound, which can be prepared from catalytic fast pyrolysis (CFP) of cellulose. In this study, nitrided HZSM-5 (N-HZSM-5) and metal-loaded N-HZSM-5 were prepared for CFP of cellulose to selectively produce LAC. Pyrolysis-gas chromatography/mass spectrometry (Py-GC/MS) and lab-scale experiments were conducted to explore LAC preparation affected by nitridation and metal modification of HZSM-5, pyrolytic reaction temperature and catalyst-to-cellulose (CA/CL) ratio. The Py-GC/MS experiments obtained the maximal LAC yield of 7.48 wt% with the corresponding selectivity of 30.33% under 5 wt% Mg loaded N-HZSM-5 (5%Mg/N-HZSM-5) with the CA/CL ratio of 6 at 350 °C, compared with those of 1.22 wt% and 2.87% in non-catalytic process. Moreover, lab-scale experiments resulted in the LAC yield and selectivity of 6.69 wt% and 26.18% under the conditions of 5%Mg/N-HZSM-5, CA/CL ratio of 4 and 400 °C. The results demonstrated the promising catalytic performance of Mg/N-HZSM-5 on LAC production from CFP of cellulose.
中文翻译：
通过负载金属的氮化HZSM-5催化纤维素的快速热解，选择性制备1-羟基-3,6-二氧杂双环[3.2.1]辛烷-2-酮。
1-Hydroxy-3,6-dioxabicyclocyclo [3.2.1] octan-2-one（LAC）是一种有价值的手性化合物，可以通过纤维素的催化快速热解（CFP）制备。在这项研究中，制备了氮化的HZSM-5（N-HZSM-5）和金属负载的N-HZSM-5，用于纤维素的CFP以选择性地生产LAC。进行了热解气相色谱/质谱（Py-GC / MS）和实验室规模的实验，以探索受HZSM-5的氮化和金属修饰，热解反应温度和催化剂-纤维素（CA / CL）影响的LAC制备比。Py-GC / MS实验在使用CA / CL的5 wt％镁负载的N-HZSM-5（5％Mg / N-HZSM-5）下获得的最大LAC产率为7.48 wt％，相应的选择性为30.33％。在350°C时，该比率为6，而在非催化过程中为1.22 wt％和2.87％。此外，在5％Mg / N-HZSM-5，CA / CL比为4和400°C的条件下，实验室规模的实验得出LAC的收率和选择性分别为6.69 wt％和26.18％。结果表明，Mg / N-HZSM-5对纤维素CFP制备LAC具有催化作用。
更新日期：2020-04-20
中文翻译：
通过负载金属的氮化HZSM-5催化纤维素的快速热解，选择性制备1-羟基-3,6-二氧杂双环[3.2.1]辛烷-2-酮。
1-Hydroxy-3,6-dioxabicyclocyclo [3.2.1] octan-2-one（LAC）是一种有价值的手性化合物，可以通过纤维素的催化快速热解（CFP）制备。在这项研究中，制备了氮化的HZSM-5（N-HZSM-5）和金属负载的N-HZSM-5，用于纤维素的CFP以选择性地生产LAC。进行了热解气相色谱/质谱（Py-GC / MS）和实验室规模的实验，以探索受HZSM-5的氮化和金属修饰，热解反应温度和催化剂-纤维素（CA / CL）影响的LAC制备比。Py-GC / MS实验在使用CA / CL的5 wt％镁负载的N-HZSM-5（5％Mg / N-HZSM-5）下获得的最大LAC产率为7.48 wt％，相应的选择性为30.33％。在350°C时，该比率为6，而在非催化过程中为1.22 wt％和2.87％。此外，在5％Mg / N-HZSM-5，CA / CL比为4和400°C的条件下，实验室规模的实验得出LAC的收率和选择性分别为6.69 wt％和26.18％。结果表明，Mg / N-HZSM-5对纤维素CFP制备LAC具有催化作用。
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