木質(zhì)素的催化降解及轉(zhuǎn)化為液體燃料的研究.pdf

1、廈門大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下，獨(dú)立完成的研究成果。本人在論文寫作中參考其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表的研究成果，均在文中以適當(dāng)方式明確標(biāo)明，并符合法律規(guī)范和《廈門大學(xué)研究生學(xué)術(shù)活動(dòng)規(guī)范(試行)》。另外，該學(xué)位論文為()課題(組)的研究成果，獲得()課題(組)經(jīng)費(fèi)或?qū)嶒?yàn)室的資助，在()實(shí)驗(yàn)室完成。(請(qǐng)?jiān)谝陨侠ㄌ?hào)內(nèi)填寫課題或課題組負(fù)責(zé)人或?qū)嶒?yàn)室名稱，未有此項(xiàng)聲明內(nèi)容的，可以不作特別聲明。)聲明人(簽名)：腰晚東獅年

2、歲月z7日摘要近年來，由于其特殊的化學(xué)結(jié)構(gòu)和潛在的利用價(jià)值，木質(zhì)素的高值化利用逐漸成了研究熱點(diǎn)。木質(zhì)素是生物質(zhì)三種主要成分之一，它是由不同苯丙結(jié)構(gòu)單元鍵合而成的。正是由于這種特殊的結(jié)構(gòu)，木質(zhì)素可以轉(zhuǎn)化為酚類化合物，而酚類化合物可以進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為醇類和烴類，這對(duì)于木質(zhì)素大規(guī)模利用是一條非常有前景的利用途徑。本論文首先研究了木質(zhì)素的降解；然后以降解所得到的液體產(chǎn)物一木質(zhì)素酚作為原料進(jìn)行水相催化加氫，獲得高選擇性的高價(jià)值烴類燃料；最后還對(duì)鎳基負(fù)

3、載型加氫催化劑的制備進(jìn)行了研究，以期獲得一種便宜、高效、適合于水環(huán)境中應(yīng)用的催化劑。以玉米秸稈木質(zhì)素為原料，以異丙醇為溶劑、Ru／C為催化劑，進(jìn)行降解實(shí)驗(yàn)研究。通過正交實(shí)驗(yàn)找到了木質(zhì)素在異丙醇中降解的最佳條件為：催化劑用量Ru／C0209、溫度280℃、壓力25MPa、反應(yīng)時(shí)間8h。在該條件下所得生物油產(chǎn)率可達(dá)到74％以上；生物油中酚類和醇、酮以及烴類的選擇性總和接近60％。木質(zhì)素原料和生物油的元素分析表明解聚過程中發(fā)生了脫氧；傅里葉紅

4、外光譜分析和GCMS檢測分析說明木質(zhì)素在解聚過程中發(fā)生了醚鍵斷裂和脫羰基的反應(yīng)，同時(shí)有酚羥基、烷基等新的結(jié)構(gòu)基團(tuán)產(chǎn)生。選取四種溶劑體系(乙醇／水溶液、H3P04／H20、NaOH水溶液、水溶液)作為降解溶劑，并將降解得到的液體產(chǎn)物進(jìn)行下一步的水相催化加氫，得到最好的結(jié)果為烷烴的選擇性達(dá)到了97％(降解溶劑為NaOH水溶液)，并通過進(jìn)一步的論證發(fā)現(xiàn)堿性溶液能夠使酚類發(fā)生脫甲基和脫甲氧基作用，降低酚類化合物中甲氧基的含量。通過采用單因素法對(duì)

5、木質(zhì)素在堿性溶液中降解的工藝參數(shù)進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)最佳反應(yīng)條件為：溫度260。C，反應(yīng)時(shí)間1h，加入堿的量19。采用溶劑凝膠法制備了Ni／Si02、Ni／Zr02、Ni／Si02Zr02(Si／Zr分別為l、3、5、7)催化劑，并應(yīng)用于苯酚水相催化加氫和木質(zhì)素酚水相催化加氫。在苯酚水相催化加氫過程中，Ni／Zr02(Ni30wt％)表選出了較好的催化加氫能力，烴類、醇／酮類和酚類的選擇性分別為4328％、5532％和140％；而Ni／Si02