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Highly selective production of the biofuel 2,5-dimethylfuran from 5-hydroxymethylfurfural over Co/N–C catalysts
Reaction Chemistry & Engineering ( IF 3.4 ) Pub Date : 2022-11-07 , DOI: 10.1039/d2re00339b Zhijuan Zeng 1 , Liu Yang 2 , Xiaoting Zhu 1 , Wenguang Zhao 1 , Xianxiang Liu 1 , Zexing Huang 1 , Qiong Xu 1 , Wenzhou Zhong 1
Reaction Chemistry & Engineering ( IF 3.4 ) Pub Date : 2022-11-07 , DOI: 10.1039/d2re00339b Zhijuan Zeng 1 , Liu Yang 2 , Xiaoting Zhu 1 , Wenguang Zhao 1 , Xianxiang Liu 1 , Zexing Huang 1 , Qiong Xu 1 , Wenzhou Zhong 1
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A simple and efficient method for the catalytic synthesis of 2,5-dimethylfuran (DMF) from 5-hydroxymethylfurfural (HMF) was investigated, and Co/N–C catalysts with different cobalt contents, which demonstrated high catalytic activity for the selective hydrogenation of HMF to DMF, were prepared by a solvothermal crystallization method. The catalysts were characterized by X-ray diffraction, Fourier transform infrared spectroscopy, thermogravimetric and derivative thermogravimetric analyses, and N2 adsorption–desorption analysis. The effects of cobalt loading rate, calcination conditions, and reaction conditions were investigated. At relatively low reaction temperatures and hydrogen pressures, 99.9% conversion of HMF and 98.5% selectivity for DMF were achieved using the Co0.25/N–C-500 catalyst. This excellent catalytic activity was attributed to the high dispersion of Co nanoparticles in the porous structure of the N–C backbone, which resulted in the formation of Co–Nx species. The catalyst exhibited good recyclability and recoverability in a six-run recycling test.
中文翻译：
在 Co/N-C 催化剂上从 5-羟甲基糠醛高选择性生产生物燃料 2,5-二甲基呋喃
研究了一种从 5-羟甲基糠醛 (HMF) 催化合成 2,5-二甲基呋喃 (DMF) 的简单有效的方法，以及具有不同钴含量的 Co/N-C 催化剂，其对选择性加氢表现出高催化活性HMF 到 DMF，通过溶剂热结晶法制备。通过 X 射线衍射、傅立叶变换红外光谱、热重分析和导数热重分析以及 N 2吸附-脱附分析对催化剂进行了表征。研究了钴负载率、煅烧条件和反应条件的影响。在相对较低的反应温度和氢气压力下，使用 Co 0.25实现了 99.9% 的 HMF 转化率和 98.5% 的 DMF 选择性/N–C-500 催化剂。这种出色的催化活性归因于 Co 纳米粒子在 N-C 主链的多孔结构中的高度分散，从而导致 Co-N x物种的形成。该催化剂在六轮循环试验中表现出良好的循环性和可回收性。
更新日期：2022-11-07
中文翻译：
在 Co/N-C 催化剂上从 5-羟甲基糠醛高选择性生产生物燃料 2,5-二甲基呋喃
研究了一种从 5-羟甲基糠醛 (HMF) 催化合成 2,5-二甲基呋喃 (DMF) 的简单有效的方法，以及具有不同钴含量的 Co/N-C 催化剂，其对选择性加氢表现出高催化活性HMF 到 DMF，通过溶剂热结晶法制备。通过 X 射线衍射、傅立叶变换红外光谱、热重分析和导数热重分析以及 N 2吸附-脱附分析对催化剂进行了表征。研究了钴负载率、煅烧条件和反应条件的影响。在相对较低的反应温度和氢气压力下，使用 Co 0.25实现了 99.9% 的 HMF 转化率和 98.5% 的 DMF 选择性/N–C-500 催化剂。这种出色的催化活性归因于 Co 纳米粒子在 N-C 主链的多孔结构中的高度分散，从而导致 Co-N x物种的形成。该催化剂在六轮循环试验中表现出良好的循环性和可回收性。
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