一种固体碱水滑石负载贵金属催化剂的制备方法及其催化应用与流程

本发明属于催化剂领域，具体涉及一种固体碱水滑石负载贵金属催化剂的制备方法及其催化应用。

背景技术：

化石资源的巨量消耗及其所带来的环境污染已经成为全球关注的热点问题，寻找可持续发展的绿色资源是解决资源短缺与环境污染的有效途径。

5-羟甲基糠醛作为生物质转化的最为重要的平台化合物分子，成为连接石化行业和生物化工行业的重要“桥梁”。5-羟甲基糠醛选择性氧化可以得到2,5-呋喃二甲醛、5-羟甲基-2-呋喃甲酸、5-甲酰基-2-呋喃甲酸、2,5-呋喃二甲酸等衍生物，这些衍生物在精细化工、制药、食品、手性催化、分子识别、高分子材料等领域均有重要应用。在这些衍生物中，2,5-呋喃二甲酸是2004年美国能源部提出的12种生物质基平台化合物之一，其与对苯二甲酸具有类似的等电子共轭结构，可以替代对苯二甲酸合成绿色可降解塑料，减少对石油等不可再生的化石能源的依赖；同时在医药和香料方面有广泛的应用前景。

5-羟甲基糠醛高效催化氧化制备2,5-呋喃二甲酸通常需要加入一定量的可溶性碱，如naoh、nahco3和k2co3等，碱的浓度对产率有明显的影响。而大量使用均相强碱不但腐蚀设备，后期产物分离时需要中和过量游离碱而导致潜在的环境污染。为了实现绿色可持续化学，固体碱体系的发展受到越来越多科学家的关注。其次，贵金属au、pd和pt价格昂贵特性必然增加反应过程的运行成本，不利于生物质利用工业化进程的推动。

因此，本领域亟需制备一种低成本高效催化剂，并能高效催化5-羟甲基糠醛氧化合成2,5-呋喃二甲酸。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种高活性固体碱水滑石负载贵金属催化剂的制备方法及其在催化合成2,5-呋喃二甲酸化合物的应用

本发明的第一方面，提供了一种固体碱水滑石负载贵金属催化剂的制备方法，包括步骤：

(a)向含两种或两种以上的金属离子的混合盐溶液中加入有机碱溶液，结晶，分离制得到固体碱水滑石；

(b)向所述固体碱水滑石中加入贵金属盐溶液，还原，制得固体碱水滑石负载贵金属催化剂。

在另一优选例中，所述步骤(a)中，所述金属离子为二价金属阳离子或三价金属阳离子。

在另一优选例中，所述步骤(a)中，所述金属离子为mg²⁺和al³⁺。

在另一优选例中，所述步骤(a)中，所述混合盐中阴离子为no3^-。

在另一优选例中，所述步骤(a)中，所述混合盐溶液为硝酸镁和硝酸铝混合盐溶液，且硝酸镁和硝酸铝的物质的量之比为(1-6):1。

在另一优选例中，所述步骤(a)中，所述有机碱为尿素。

在另一优选例中，所述步骤(a)中，所述有机碱与金属离子的混合盐的物质的量之比为0.1-20，优选0.5-15，更优选0.5-10，最优选0.5-5。

在另一优选例中，所述步骤(a)中，所述尿素与mg(no3)2和al(no3)3的混合盐的摩尔比为n(co(nh2)2)/(nmg(no3)2+nal(no3)3)＝0.1-20，优选0.5-15，更优选0.5-10，最优选0.5-5。

在另一优选例中，在所述步骤(a)中，所述分离步骤包括过滤、洗涤和干燥。

在另一优选例中，所述步骤(b)中，所述贵金属为钌(ru)。

在另一优选例中，所述步骤(b)中，所述贵金属盐中的阴离子为cl^-。

在另一优选例中，所述步骤(b)中，所述贵金属盐为rucl3。

在另一优选例中，在步骤(b)中，将所述固体碱水滑石抽真空后加入贵金属盐溶液，加热条件下通入还原性气体还原后制得固体碱水滑石负载贵金属催化剂。

在另一优选例中，所述加热温度为200-600℃。

在另一优选例中，所述还原性气体为氢气。

本发明第二方面，提供了一种制备2,5-呋喃二甲酸化合物的方法，包括步骤：

在无液体碱存在条件下，用本发明第一方面所述的方法制备的固体碱水滑石负载贵金属催化剂催化5-羟甲基糠醛合成2,5-呋喃二甲酸。

在另一优选例中，所述液体碱包括有机碱和/或无机碱。

在另一优选例中，所述固体碱水滑石负载贵金属催化剂包含：

(a)固体碱水滑石[mg²⁺1-xal³⁺x(oh)2](no3^-)x·mh2o；和

(b)ru纳米颗粒；

其中，n(mg²⁺)：n(al³⁺)，即(1-x):x＝(1-6):1。

在另一优选例中，所述m＝0.8-x。

在另一优选例中，所述ru纳米颗粒的负载量为0.5-5wt％。

在另一优选例中，所述ru纳米颗粒的粒径为0.5-10nm，优选为1.5-3nm。

在另一优选例中，所述固体碱水滑石的直径为1-3μm；和/或

所述固体碱水滑石的比表面积为50-200m²/g。

在另一优选例中，所述固体碱水滑石为六方晶型。

在另一优选例中，所述方法包括向5-羟甲基糠醛水溶液中加入固体碱水滑石负载贵金属催化剂后，通入含氧反应气体调节反应压力，加热至反应温度后进行反应。

在另一优选例中，所述反应在高压反应釜中进行。

在另一优选例中，所述5-羟甲基糠醛水溶液浓度为0.01-0.5mol/l。

在另一优选例中，所述5-羟甲基糠醛与所述固体碱水滑石负载贵金属催化剂中贵金属的物质的量之比为10-1500，优选10-1000，更优选10-500，最优选为10-200。

在另一优选例中，所述5-羟甲基糠醛与所述固体碱水滑石负载ru催化剂中ru的物质的量之比为10-1500，优选10-1000，更优选10-500，最优选为10-200。

在另一优选例中，所述反应压力为0.1-5mpa。

在另一优选例中，所述反应温度为50-140℃。

在另一优选例中，所述反应的时间为1-7小时。

在另一优选例中，在所述反应过程中，对反应溶液进行搅拌，转速300-900转/分钟。

在另一优选例中，所述反应结束后，经过滤分离将催化剂从液相中分离，用高效液相色谱测得反应物和产物浓度，即可计算5-羟甲基糠醛的转化率和2,5-呋喃二甲酸的产率，色谱条件：紫外检测器278nm、柱温30℃，流动相流速1ml/min。

应理解，在本发明范围内中，本发明的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。

附图说明

图1为本发明一个优选实施例中固体碱水滑石负载ru催化剂的结构示意图。

图2为本发明实施例中固体碱水滑石负载ru催化剂(其中，mg²⁺和al³⁺的物质的量(n)比分别为：a:mg²⁺/al³⁺＝1，b:mg²⁺/al³⁺＝3，c:mg²⁺/al³⁺＝5，d:mg²⁺/al³⁺＝6)的六方晶形扫描电镜图。

图3为本发明实施例中mg²⁺和al³物质的量的比为5时固体碱水滑石负载ru催化剂的ru纳米颗粒粒径分布图。

图4为本发明实施例中固体碱水滑石负载ru催化剂的的x射线衍射图谱(其中，a为无机碱制备的固体碱水滑石负载ru催化剂，b为有机碱制备的固体碱水滑石负载ru催化剂)。

图5为本发明实施例中mg²⁺和al³⁺不同的物质的量比对催化活性的影响，其中hmf为5-羟甲基糠醛，ffca为5-甲酰基-2-呋喃甲酸，fdca为2,5-呋喃二甲酸。

具体实施方式

本发明经过广泛而又深入的研究，开发一种体固体碱水滑石负载贵金属催化剂的制备方法，该方法通过使用有机碱制备催化剂，避免了无机碱的大量使用，降低了产品后期分离的成本和污染。该制备方法简单且性能优越，制备的催化剂具有高纯度和高活性，在催化过程中，避免可溶性碱的大量使用和避免副反应的发生，降低了产品后期分离的成本和污染，提高产物纯度。基于以上基础，完成了本发明。

术语

如本文所用，术语“包括”和“包含”可互换使用，不仅包括开放式定义，还包括封闭式、和半封闭式定义。换言之，所述术语包括了“由……构成”、“基本上由……构成”。

固体碱水滑石负载贵金属催化剂的制备方法

本发明提供一种固体碱水滑石负载贵金属催化剂的制备方法，包括步骤：

(a)向含两种或两种以上的金属离子的混合盐溶液中加入有机碱溶液，结晶，分离制得到固体碱水滑石；

(b)向所述固体碱水滑石中加入贵金属盐溶液，还原，制得固体碱水滑石负载贵金属催化剂。

本发明制备的固体碱水滑石负载贵金属催化剂，固体碱水滑石为碱性可调固体碱，作为载体负载贵金属，所述贵金属作为催化活性组分，是一种均匀的零价贵金属纳米颗粒。

在本发明的优选例中，所述步骤(a)中，所述金属离子和混合盐中阴离子没有特别的限制，满足本发明的目的即可。

在本发明的一个优选例中，所述步骤(a)中，所述金属离子为二价金属阳离子或三价金属阳离子。代表性的，所述步骤(a)中，所述金属离子为mg²⁺和al³⁺

在另一优选例中，所述步骤(a)中，所述混合盐中阴离子为no3^-。

代表性的，所述步骤(a)中。所述混合盐溶液为硝酸镁(mg(no3)2)和硝酸铝(al(no3)3)混合盐溶液，且硝酸镁和硝酸铝的物质的量之比为(1-6):1。本技术人员应当理解的是，所述硝酸镁和硝酸铝包含带结晶水和/或不带结晶水形式。对金属离子(如mg²⁺和al³)的物质的量之比进行调节，能够改变固体碱水滑石负载贵金属催化剂的载体表面碱性。

在另一优选例中，，所述步骤(a)中，所述混合盐溶液是一种水溶液。

在本发明中一个优选例中，发明人通过大量实验筛选和优选，所述步骤(a)中，选择有机碱制备固体碱水滑石，代表性的，所述步骤(a)中，所述有机碱为尿素(co(nh2)2)。在固体碱水滑石负载贵金属催化剂的制备过程中，使用的有机碱分离好，易除尽，且分离方法简单，不会残留在固体碱水滑石中(如使用的有机碱尿素可通过分解成挥发性的氨气和二氧化碳除尽)，从而提高固体碱水滑石负载贵金属催化剂纯度和活性，且有机碱制备的固体碱水滑石负载贵金属催化剂在催化过程中，能够有效避免副反应的发生，降低了产品后期分离的成本和污染，提高产物的纯度和产率。

在另一优选例中，发明人对所述步骤(a)中的有机碱与金属离子的混合盐的不同物质的量比进行研究，代表性的，所述步骤(a)中，所述有机碱与所述金属离子的混合盐的物质的量之比为0.1-20，优选0.5-15，更优选0.5-10，最优选0.5-5，例如为3.3。所述步骤(a)中，有机碱与金属离子的混合盐的不同物质的量比的优化有利于形成结晶性良好的六方晶形水滑石且催化性能最优。所述金属离子的混合盐的物质的量指的是混合盐中两种或两种以上的金属离子盐的物质的量之和，例如，所述金属离子的混合盐为硝酸镁(mg(no3)2)和硝酸铝(al(no3)3)时，所述金属离子的混合盐的物质的量指的是硝酸镁(mg(no3)2)物质的量和硝酸铝(al(no3)3)物质的量之和。

代表性的，所述步骤(a)中，所述有机碱是尿素时，所述混合盐为mg(no3)2和al(no3)3时，所述尿素与mg(no3)2和al(no3)3的混合盐的物质的量之比为n(co(nh2)2)/(nmg(no3)2+nal(no3)3)＝0.1-20，优选0.5-15，更优选0.5-10，最优选0.5-5，例如为3.3。

在另一优选例中，所述步骤(b)中，所述有机碱溶液是一种水溶液。

在另一优选优例中，所述步骤(a)中，所述分离步骤包括过滤、洗涤和干燥。

在另一优选例中，所述步骤(b)中，所述贵金属为钌(ru)。

在另一优选例中，所述步骤(b)中，所述贵金属盐中的阴离子为cl^-。。

代表性的，所述步骤(b)中，所述贵金属盐为rucl3。

在另一优选例中，在步骤(b)中，将所述固体碱水滑石抽真空后加入贵金属盐溶液，加热条件下通入还原性气体还原后制得固体碱水滑石负载贵金属催化剂。

在另一优选例中个，所述加热温度为200-600℃。

在另一优选例中个，所述还原性气体为氢气。

一种优选的固体碱水滑石负载贵金属催化剂制备实施例如下，包括步骤：

(i)将六水合硝酸镁(mg(no3)2·6h2o)和九水合硝酸铝(al(no3)3·9h2o)以物质的量之比为x相混合，x的取值在1-6，加水制成混合溶液，搅拌下加入尿素(co(nh2)2)溶液，其中，n(co(nh2)2)/(n(mg(no3)2·6h2o)+n(al(no3)3·9h2o))＝0.1-20，然后转移至晶化釜中晶化，过滤、洗涤、干燥后制得固体碱水滑石[mg²⁺1-xal³⁺x(oh)2](no3^-)x·mh2o，其中，n(mg²⁺)：n(al³⁺)，即(1-x):x＝(1-6)：1。

(ii)将所述固体碱水滑石抽真空后加入加入rucl3水溶液，然后在200-600℃管式炉中通入氢气还原后制得固体碱水滑石负载ru催化剂。固体碱水滑石负载ru催化剂的结构示意图如图1所示。

在另一优选例中，所述ru纳米颗粒的粒径为0.5-10nm，优选为1.5-3nm。

在另一优选例中，所述固体碱水滑石的直径为1-3μm；和/或所述固体碱水滑石的比表面积为50-200m²/g。

在另一优选例中，所述固体碱水滑石为六方晶型。

2,5-呋喃二甲酸化合物的制备方法

本发明提供一种2,5-呋喃二甲酸(fdca)化合物的制备方法，包括步骤：

在无液体碱存在条件下，用本发明所述的方法制备的固体碱水滑石负载贵金属催化剂催化5-羟甲基糠醛合成2,5-呋喃二甲酸。

在另一优选例中，所述液体碱包括有机碱和/或无机碱。

在另一优选例中，所述固体碱水滑石负载贵金属催化剂包含：

(a)固体碱水滑石[mg²⁺1-xal³⁺x(oh)2](no3^-)x·mh2o；和

(b)ru纳米颗粒；

其中，n(mg²⁺)：n(al³⁺)，即(1-x):x＝(1-6)：1。

在另一优选例中，所述m＝0.8-x。

在另一优选例中，所述ru纳米颗粒的负载量为0.5-5wt％。

在另一优选例中，所述ru纳米颗粒的粒径为0.5-10nm，优选为1.5-3nm。

在另一优选例中，所述固体碱水滑石的直径为1-3μm；和/或

所述固体碱水滑石的比表面积为50-200m²/g。

在另一优选例中，所述固体碱水滑石为六方晶型。

在另一优选例中，所述方法包括向5-羟甲基糠醛水溶液中加入固体碱水滑石负载贵金属催化剂后，通入含氧反应气体调节反应压力，加热至反应温度后进行反应。

在另一优选例中，所述反应在高压反应釜中进行。

在另一优选例中，所述5-羟甲基糠醛水溶液浓度为0.01-0.5mol/l。

在另一优选例中，所述5-羟甲基糠醛与所述固体碱水滑石负载贵金属催化剂中贵金属的物质的量之比为10-1500，优选10-1000，更优选10-500，最优选为10-200。

在另一优选例中，所述5-羟甲基糠醛与所述固体碱水滑石负载ru催化剂中ru的物质的量之比为10-1500，优选10-1000，更优选10-500，最优选为10-200。

在另一优选例中，所述反应压力为0.1-5mpa。

在另一优选例中，所述反应温度为50-140℃。

在另一优选例中，所述反应的时间为1-7小时。

在另一优选例中，在所述反应过程中，对反应溶液进行搅拌，转速300-900转/分钟。

在另一优选例中，所述反应结束后，经过滤分离将催化剂从液相中分离，用高效液相色谱测得反应物和产物浓度，即可计算5-羟甲基糠醛的转化率和2,5-呋喃二甲酸的产率，色谱条件：紫外检测器278nm、柱温30℃，流动相流速1ml/min。

本发明的主要优点：

1、在固体碱水滑石负载贵金属催化剂的制备方法中使用有机碱制备固体碱水滑石，使用的有机碱分离好，易除尽，且分离方法简单，不会残留在固体碱水滑石中(如使用的有机碱尿素可通过分解成挥发性的氨气和二氧化碳除尽)，从而提高固体碱水滑石负载贵金属催化剂纯度和活性，有机碱制备的固体碱水滑石负载贵金属催化剂在催化过程中，能够有效避免副反应的发生，降低了产品后期分离的成本和污染，提高产物的纯度和产率。

2、在本发明固体碱水滑石负载贵金属催化剂的制备过程中，可对金属离子(如mg²⁺和al³)的摩尔比进行调节，从而改变固体碱水滑石负载贵金属催化剂载体表面碱性，从而适应不同的催化条件。

3、固体碱水滑石负载贵金属催化剂载体表面碱性可改变，有效地避免了开环、歧化和聚合等副反应的发生，高效地催化5-羟甲基糠醛选择性氧化，获得较高的2,5-呋喃二甲酸收率。

4、该催化剂制备简单且性能优越，载体为碱性可调固体碱水滑石，在催化过程中，避免了可溶性碱的大量使用，降低了产品后期分离的成本和污染，为绿色可持续发展奠定了基础。

5、本发明制备固体碱水滑石负载ru催化剂的原料来源广泛，ru价格低，制备方法易于放大，催化剂制备成本较低，易于大规模推广应用，且应用领域广泛，通过适当改性具有较高的普适性。

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。除非另外说明，否则百分比和份数按重量计算。

固体碱水滑石负载贵金属催化剂制备实施例：

实施例1：将7.68g六水合硝酸镁、11.25g九水合硝酸铝和100ml去离子水在烧杯a中混合，将11.88g尿素和50ml去离子水在烧杯b中混合，室温搅拌下，将尿素溶液加入到烧杯a中，然后转移至晶化釜中，100℃晶化24h，过滤、洗涤、110℃干燥12h后，研磨即得本发明镁铝比为5的固体碱水滑石，再将1g固体碱水滑石抽真空后加入2.3ml88.3mmol/lrucl3水溶液，静置过夜，然后在管式炉中350℃下通入高纯h2还原3h后制得镁铝比为1的固体碱水滑石负载ru催化剂，对镁铝比为1的固体碱水滑石负载ru催化剂的特征进行研究，其中，六方晶形扫描电镜图如图2a所示。

实施例2：将11.52g六水合硝酸镁、5.63g九水合硝酸铝和100ml去离子水在烧杯a中混合，将11.88g尿素和50ml去离子水在烧杯b中混合，室温搅拌下，将尿素溶液加入到烧杯a中，然后转移至晶化釜中，100℃晶化24h，过滤、洗涤、110℃干燥12h后，研磨即得本发明镁铝比为5的固体碱水滑石，再将1g固体碱水滑石抽真空后加入2.3ml88.3mmol/lrucl3水溶液，静置过夜，然后在管式炉中350℃下通入高纯h2还原3h后制得镁铝比为3的固体碱水滑石负载ru催化剂，对镁铝比为3的固体碱水滑石负载ru催化剂的特征进行研究，其中，六方晶形扫描电镜图如图2b所示。

实施例3：将12.8g六水合硝酸镁、3.75g九水合硝酸铝和100ml去离子水在烧杯a中混合，将11.88g尿素和50ml去离子水在烧杯b中混合，室温搅拌下，将尿素溶液加入到烧杯a中，然后转移至晶化釜中，100℃晶化24h，过滤、洗涤、110℃干燥12h后，研磨即得本发明镁铝比为5的固体碱水滑石，再将1g固体碱水滑石抽真空后加入2.3ml88.3mmol/lrucl3水溶液，静置过夜，然后在管式炉中350℃下通入高纯h2还原3h后制得镁铝比为5的固体碱水滑石负载ru催化剂，对镁铝比为5的固体碱水滑石负载ru催化剂的特征进行研究，其中，六方晶形扫描电镜图如图2c所示，mg²⁺和al³⁺的物质的量的比为5固体碱水滑石负载ru催化剂的ru纳米颗粒粒径分布图如图3所示。

实施例4：将13.2g六水合硝酸镁、3.2g九水合硝酸铝和100ml去离子水在烧杯a中混合，将11.88g尿素和50ml去离子水在烧杯b中混合，室温搅拌下，将尿素溶液加入到烧杯a中，然后转移至250ml晶化釜中，100℃晶化24h，过滤、洗涤、110℃干燥12h后，研磨即得本发明镁铝比为5的固体碱水滑石，再将1g固体碱水滑石抽真空后加入2.3ml88.3mmol/lrucl3水溶液，静置过夜，然后在管式炉中350℃下通入高纯h2还原3h后制得镁铝比为6的固体碱水滑石负载ru催化剂，对镁铝比为6的固体碱水滑石负载ru催化剂的特征进行研究，其中，六方晶形扫描电镜图如图2d所示。

对比例1

将12.8g六水合硝酸镁、3.75g九水合硝酸铝和100ml去离子水在烧杯中混合，将3.18g无水碳酸钠、2.8g氢氧化钠和60ml去离子水在250ml圆底烧瓶中混合，40℃油浴，搅拌，以1ml/min的速度向无机碱液中滴加硝酸镁和硝酸铝混合溶液至ph＝9-10，凝胶生成后停止搅拌，65℃老化3h，离心，洗涤至中性，110℃干燥12h后，研磨即得镁铝比为5的固体碱水滑石，再将1g固体碱水滑石抽真空后加入2.3ml88.3mmol/lrucl3水溶液，静置过夜，然后在管式炉中350℃下通入高纯h2还原3h后制得镁铝比为5的无机碱制备的固体碱水滑石负载ru催化剂。对镁铝比为5的无机碱制备的固体碱水滑石负载ru催化剂的特征进行研究。

无机碱和有机碱制备的固体碱水滑石负载ru催化剂的x射线衍射图谱如图4所示。从图4中可以看出，有机碱制备的催化剂结晶性远高于无机碱制备的催化剂。

2,5-呋喃二甲酸的制备：

其中，以下实施例5-8中的固体碱水滑石负载ru催化剂是通过实施例1-4所述制备方法制备。

实施例5：称取126mg5-羟甲基糠醛和80mg镁铝比分别为1、3、5、6的固体碱水滑石负载ru催化剂于100ml高压反应釜中，然后加入15ml去离子水，密封后用高纯氧气置换3次，再向釜内充入2mpao2，加热至120℃后开始以600转/分钟的速度搅拌；反应5h后，取样，所取的样品经去离子水稀释后用高效液相色谱分析反应物和产物的浓度，进而计算5-羟甲基糠醛的转化率和2,5-呋喃二甲酸的产率。

从图5可以看出，当固体碱水滑石镁铝比为5时，固体碱水滑石表面oh^-数量适中，碱性适当。催化剂活性最高，hmf转化率为100％，fdca产率>99％。

实施例6：称取126mg5-羟甲基糠醛和80mg镁铝比为5的固体碱水滑石负载ru催化剂于100ml高压反应釜中，然后加入15ml去离子水，密封后用高纯氧气置换3次，再向釜内充入2mpao2，分别加热至指定温度(110℃、120℃、140℃)后开始以600转/分钟的速度搅拌；反应5h后，取样，所取的样品经去离子水稀释后用高效液相色谱分析反应物和产物的浓度，进而计算5-羟甲基糠醛的转化率和2,5-呋喃二甲酸的产率。反应温度为120℃时，催化剂催化性能最佳，hmf转化率为100％，fdca产率为98.47％。

实施例7：称取126mg5-羟甲基糠醛和80mg镁铝比为5的固体碱水滑石负载ru催化剂于100ml高压反应釜中，然后加入15ml去离子水，密封后用高纯氧气置换3次，再分别向釜内充入o2至指定压力(0.1mpa、0.5mpa、1mpa、1.5mpa、2mpa)，分别加热至110℃后开始以600转/分钟的速度搅拌；反应5h后，取样，所取的样品经去离子水稀释后用高效液相色谱分析反应物和产物的浓度，进而计算5-羟甲基糠醛的转化率和2,5-呋喃二甲酸的产率。当氧气压力为0.5mpa时，110℃条件下反应5h，fdca产率最高达到71.33％。

实施例8：称取126mg5-羟甲基糠醛和80mg镁铝比为5的固体碱水滑石负载ru催化剂于100ml高压反应釜中，然后加入15ml去离子水，密封后用高纯氧气置换3次，再向釜内充入o2至2mpa，分别加热至120℃后开始以600转/分钟的速度搅拌；分别反应至指定时间(1h、2h、3h、4h、5h、6h)后，取样，所取的样品经去离子水稀释后用高效液相色谱分析反应物和产物的浓度，进而计算5-羟甲基糠醛的转化率和2,5-呋喃二甲酸的产率。镁铝比为5的催化剂在120℃条件下反应5h，hmf转化率为100％，fdca产率为99.47％。

从实施例5-8中可以看出，使用的有机碱制备的固体碱水滑石负载ru催化剂具有高的5-羟甲基糠醛转化活性、高的2,5-呋喃二甲酸产率以及提供合适的的碱性，仅通过改变水滑石镁铝摩尔比来调节载体碱性，无需外加大量可溶性碱，即可获得高收率的2,5-呋喃二甲酸，降低了产品后期分离的成本和污染，显著提高了5-羟甲基糠醛氧化合成2,5-呋喃二甲酸工艺路线的经济性。

对比例2

称取126mg5-羟甲基糠醛和80mg对比例1制备的镁铝比为5的固体碱水滑石负载ru催化剂于100ml高压反应釜中，然后加入15ml去离子水，密封后用高纯氧气置换3次，再向釜内充入o2至2mpa，分别加热至140℃后开始以600转/分钟的速度搅拌；分别反应至指定时间5h后，取样，所取的样品经去离子水稀释后用高效液相色谱分析反应物和产物的浓度，进而计算5-羟甲基糠醛的转化率和2,5-呋喃二甲酸的产率。镁铝比为5的催化剂需要在更高的反应温度140℃条件下反应5h，hmf才能达到100％转化，此时fdca产率仅为88.86％，因此，无机碱制备的催化性能明显低于有机碱制备的催化剂的性能。

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