基于多酸的固體酸催化劑在生物能源方面的應用.pdf

1、隨著傳統(tǒng)石化能源的消耗日益增加，可再生能源的發(fā)展逐漸成為了21世紀最重要的問題之一。伴隨著化石燃料的快速消耗相應的環(huán)境問題日益嚴重，例如二氧化碳過度排放引起的全球變暖問題，汽車尾氣的排放所引起的霧霾天氣等。尋找清潔的可再生能源代替?zhèn)鹘y(tǒng)的石化能源，已成為全球人類越來越迫切解決的問題。生物能源作為一類可再生能源，因其有著豐富的原料來源越來越受到科學家們的關注。其中生物柴油、5-HMF、纖維素酯類等都是生物能源產品中非常重要的組成部分，它們都

2、可以通過酸催化反應以生物質資源為原料制備而成，而酸催化劑是酸催化反應中不可缺少的部分。因此，酸催化劑和酸催化反應的研究是生物能源研究中一個非常重要的領域。
　　本文基于Keggin型多金屬氧酸鹽，一方面，圍繞聚合物為載體，設計合成了高活性、高選擇性的固體酸催化劑，使其代替?zhèn)鹘y(tǒng)無機酸，從而以生物質資源為原料簡便高效的制備出生物柴油、5-HMF等高附加值產品;另一方面，借助多金屬氧酸鹽的穩(wěn)定性、環(huán)境友好性使其與濃H2SO4混合使用，用

3、于纖維素酯類產品的制備反應，得到了高粘度、高分子量的纖維素酯類產品。采用FT-IR、BET、TG、HRTEM、TPD、NMR等多種手段對產品進行了表征。主要研究成果如下:
　　1.研究了一種基于Keggin型多酸的新型固體酸催化劑的制備，探究對長鏈脂肪酸的酯化反應和果糖脫水反應的催化活性。此催化劑的制備步驟為:首先，合成一種高比表面積、多活性位點的大孔聚合物;其次，將多酸與其混合反應生成目標催化劑。我們探討了該催化劑對果糖脫水、月

4、桂酸和甲醇的酯化反應的催化性能，結果表明：兩種反應的產率均達98％以上。
　　2.研究了醋酸丙酸纖維素的制備。探究了不同催化劑制備醋酸丙酸纖維素的性能，選擇以多酸與濃H2SO4摻雜為其催化劑，分別探究了酯化溫度、酯化時間對產品的影響。該催化劑不僅可以得到理想的醋酸丙酸纖維素產品，同時還有不腐蝕反應容器、催化性能穩(wěn)定等優(yōu)點。
　　總之，制備了基于Keggin型多酸的新型固體酸催化劑，研究了其在果糖脫水、月桂酸和甲醇酯化反應中的