6539.生物質(zhì)糖類水解加氫氫解產(chǎn)物分布的研究

1、生物質(zhì)糖類水解加氫生物質(zhì)糖類水解加氫氫解產(chǎn)物分布的氫解產(chǎn)物分布的研究研究StudyonProductDistributionofHydrolysisHydrogenationHydrogenolysisofBiomassSugars學(xué)科專業(yè)：化學(xué)工程研究生：常翠榮指導(dǎo)教師：王華副教授企業(yè)導(dǎo)師：劉紅光教授級高工天津大學(xué)化工學(xué)院二零一六年五月摘要纖維素是自然界中儲量最豐富的有機碳源，將其高效地轉(zhuǎn)化為平臺化合物是緩解化石能源危機的重要手段。本

2、論文以調(diào)控纖維素水解加氫氫解制多元醇的產(chǎn)物分布為目的，通過改變催化體系的酸性位、加氫位，針對纖維素轉(zhuǎn)化過程中逆羥醛縮合反應(yīng)，探究影響糖類水解加氫氫解制備多元醇產(chǎn)物分布的因素。生物質(zhì)糖類水解氫解過程中涉及到逆羥醛縮合反應(yīng)CC鍵斷裂，并直接影響糖類水解加氫氫解制多元醇的產(chǎn)物分布。以果糖在甲醇中的催化轉(zhuǎn)化為探針反應(yīng)，制備了一系列具有不同B酸位、L酸位特征的固體酸催化劑γAl2O3、HZSM5、SnOPO4、SnZrOPO4(1:1)、SO42

3、?ZrO2，研究固體酸催化劑表面B酸位、L酸位對單糖經(jīng)逆羥醛縮合反應(yīng)CC鍵斷裂的影響，以期發(fā)現(xiàn)利于單糖發(fā)生逆羥醛縮合反應(yīng)CC鍵斷裂的酸性位。結(jié)果表明L酸位有利于單糖發(fā)生逆羥醛縮合反應(yīng)，果糖經(jīng)CC鍵斷裂生成甘油醛，在甲醇環(huán)境中最終轉(zhuǎn)化為乳酸甲酯。而B酸位催化果糖脫水轉(zhuǎn)化為HMF衍生物，而不利于單糖發(fā)生逆羥醛縮合反應(yīng)。以鎢基催化劑WZrSBA15、γAl2O3、HZSM5為酸催化劑，RuC、NiMC為加氫催化劑，用于纖維二糖和葡萄糖氫解，研

4、究固體酸對糖類水解加氫氫解制多元醇的影響。結(jié)果表明，纖維二糖轉(zhuǎn)化率與固體酸總酸量呈正相關(guān)性，C2C4醇的選擇性與固體酸L酸量呈正相關(guān)性，其中W30Zr5SBA15催化效果最佳，纖維二糖的轉(zhuǎn)化率達(dá)97.6%，C2C4醇的選擇性達(dá)49.7%。鎢基催化劑W30Zr5SBA15具有明顯的CC斷鍵作用，且有利于生成乙二醇，γAl2O3、HZSM5有利于生成丙二醇和甘油；W30Zr5SBA15、γAl2O3對葡萄糖轉(zhuǎn)化率均有一定程度的提高，HZSM

5、5對葡萄糖轉(zhuǎn)化率的影響不大。以WZrSBA15為固體酸催化劑，RuC、NiMC為加氫催化劑，用于纖維二糖和纖維素的水解氫解，研究加氫催化劑對糖類水解加氫氫解產(chǎn)物分布的影響。結(jié)果表明，RuC與NiMC催化所得C2C4醇的收率接近，NiMC降低了加氫產(chǎn)物山梨醇的收率，使得水解氫解為主導(dǎo)反應(yīng)路徑，W30Zr5SBA15催化纖維二糖180C反應(yīng)120min，乙二醇的收率達(dá)35.4%，山梨醇的收率為12.9%。W30Zr5SBA15催化磷酸纖維素